特許 5956365 タービン動翼列組立体、および蒸気タービン設備

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5956365

(24)【登録日】2016年6月24日

(45)【発行日】2016年7月27日

(54)【発明の名称】タービン動翼列組立体、および蒸気タービン設備

(51)【国際特許分類】

   F01D 5/16 20060101AFI20160714BHJP

   F01D 5/22 20060101ALI20160714BHJP

【ＦＩ】

   F01D5/16

   F01D5/22

【請求項の数】12

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-38125(P2013-38125)

(22)【出願日】2013年2月28日

(65)【公開番号】特開2014-163369(P2014-163369A)

(43)【公開日】2014年9月8日

【審査請求日】2015年7月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】514030104

【氏名又は名称】三菱日立パワーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】尾崎 修一

(72)【発明者】

【氏名】山下 穣

(72)【発明者】

【氏名】村田 健一

【審査官】 瀬戸 康平

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−５２７５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第５２０１８５０（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−２４６４０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第０３／０１４５２９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開昭５７−２４０４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｄ ５／１６， ５／２２

ＤＷＰＩ（Ｔｈｏｍｓｏｎ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

翼部と、該翼部の先端に設けられた動翼先端カバーとを有するタービン動翼を、ターボ機械のロータにロータ周方向に複数枚固定してなるタービン動翼列組立体であって、
前記動翼先端カバーのロータ周方向側壁面の一部に形成され、隣り合う動翼先端カバーと接触する接触面と、
隣り合う動翼先端カバー間に形成された隙間部のうち、前記接触面に対してロータ軸方向翼入口側の隙間部に設けられた第１の制振部材と、
隣り合う動翼先端カバー間に形成された隙間部のうち、前記接触面に対してロータ軸方向翼出口側の隙間部に設けられた第２の制振部材とを備えることを特徴とするタービン動翼列組立体。

【請求項2】

請求項１に記載のタービン動翼列組立体であって、
前記接触面は、ロータ周方向側壁面のロータ軸方向中央部に位置する、ロータ軸方向を向いた面であり、
前記動翼先端カバーのロータ周方向側壁面のうち、前記第１および第２の制振部材が触接される壁面は、ロータ周方向を向いた面であることを特徴とするタービン動翼列組立体。

【請求項3】

請求項２に記載のタービン動翼列組立体であって、
前記動翼先端カバーが、前記接触面に対してロータ軸方向翼入口側のロータ周方向側壁面に形成された、前記第１の制振部材を設置する凹状の第１の設置溝と、前記接触面に対してロータ軸方向翼出口側のロータ周方向側壁面に形成された、前記第２の制振部材を設置する凹状の第２の設置溝とを有することを特徴とするタービン動翼列組立体。

【請求項4】

請求項３に記載のタービン動翼列組立体であって、
前記第１の制振部材は、前記第１の設置溝のロータ周方向を向いた面に触接され、前記第２の制振部材は、前記第２の設置溝のロータ周方向を向いた面に触接されていることを特徴とするタービン動翼列組立体。

【請求項5】

請求項３に記載のタービン動翼列組立体であって、
前記第１の制振部材は、前記第１の設置溝のロータ軸方向を向いた面に触接され、前記第２の制振部材は、前記第２の設置溝のロータ軸方向を向いた面に触接されていることを特徴とするタービン動翼列組立体。

【請求項6】

請求項３に記載のタービン動翼列組立体であって、
前記第１の制振部材は、隣り合う前記動翼先端カバーの一方のカバーに形成された前記設置溝のロータ軸方向翼入口側を向いた面と、他方のカバーに形成された対向する前記設置溝のロータ軸方向翼出口側を向いた面に触接され、
前記第２の制振部材は、隣り合う前記動翼先端カバーの一方のカバーに形成された前記設置溝のロータ軸方向翼入口側を向いた面と、他方のカバーに形成された対向する前記設置溝のロータ軸方向翼出口側を向いた面に触接されることを特徴とするタービン動翼列組立体。

【請求項7】

請求項２に記載のタービン動翼列組立体であって、
前記第１および第２の制振部材が、シート状に形成され、前記動翼先端カバーのロータ周方向側壁面に貼付されていることを特徴とするタービン動翼列組立体。

【請求項8】

請求項１ないし７のいずれか１項に記載のタービン動翼列組立体であって、
前記第１および第２の制振部材は、粘弾性体であることを特徴とするタービン動翼列組立体。

【請求項9】

請求項８に記載のタービン動翼列組立体であって、
前記第１および第２の制振部材が、ターボ機械の作動流体が有する熱に対して耐熱性を有していることを特徴とするタービン動翼列組立体。

【請求項10】

請求項８または９に記載のタービン動翼列組立体であって、
前記第１および第２の制振部材が、カーボンナノチューブで形成されていることを特徴とするタービン動翼列組立体。

【請求項11】

請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のタービン動翼列組立体であって、
前記第１および第２の制振部材が、隣り合う前記動翼先端カバーの接触面間で生じる摩擦減衰を妨げない程度に変形できる硬度であることを特徴とするタービン動翼列組立体。

【請求項12】

請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のタービン動翼列組立体を備えたことを特徴とする蒸気タービン設備。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ターボ機械のタービン動翼列の構造に関する。

【背景技術】

【0002】

蒸気タービン、ガスタービンのような軸流ターボ機械は、静翼と、静翼の下流側に配置された動翼からなる段落で構成された構造となっている。

【0003】

静翼の上流側から流入した作動流体は、静翼間内を通過して、所定の流出角で動翼上流側へと流れる。その際に、静翼後縁より下流の領域では、静翼の翼面で発達した境界層の影響により、速度が遅い領域いわゆる静翼後流が形成される。静翼後流の数は後流を形成する静翼本数と一致するため、動翼がタービン軸周りを一周する間に、動翼の上流側にある静翼本数分だけ静翼後流を通過することになる。また、動翼がタービン軸周りを一周する間に、静翼本数分だけ静翼周りの圧力場と動翼周りの圧力場が干渉するため、動翼は、回転周波数と静翼本数との積で表される静翼通過周波数の流体励振力によって励振される。静翼通過周波数と動翼の振動モードの固有振動数が一致した場合、共振により動翼に過大な変動応力が発生し、動翼が疲労破壊する可能性がある。

【0004】

従来では、かかる動翼の疲労破壊を防止するため、定格回転速度における静翼通過周波数と共振回避したい動翼の振動モードの固有振動数を離調させる設計を行う場合がある。離調設計では、静翼本数の調整により静翼通過周波数を変更して、動翼固有振動数と一致しないようにするため、設計時に選択できる静翼本数が限定されるといった問題がある。また、静翼通過周波数と動翼固有振動数が一致した場合でも、動翼が疲労破壊しないように、充分な耐振強度を有した動翼を採用するため、翼幅の増大による材料費の増大や性能向上の妨げになるといった問題がある。

【0005】

以上のように、軸流ターボ機械の段落設計において、材料費の増大や性能向上の妨げを防ぐためには、動翼が共振した際の各振動モードの振動応力を小さくする必要があり、共振した際の減衰力を高めることが効果的である。

【0006】

本技術分野の従来技術として、特開２００５−２５６７８６号公報（特許文献１）がある。この公報には回転体と、前記回転体の周囲に配列されるシュラウド列と、前記シュラウド列と前記回転体との間に配列され前記シュラウド列と前記回転体とで支持される動翼列とを具え、前記シュラウド列は、第１シュラウドと、回転数上昇過程で捻れ変形により前記第１シュラウドに連成して接合する第２シュラウドとを備え、前記第１シュラウドは前記第２シュラウドに連成して接合する第１連成面を有し、前記第２シュラウドは前記第１シュラウドに連成して接合する第２連成面を有し、前記第１連成面と前記第２連成面との間に介設される求芯体を更に具え、前記求芯体は、前記第１連成面と前記第２連成面に自己整合的に求し合う曲面に形成されていると記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００５−２５６７８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

一般的な蒸気タービンでは、動翼が共振した際の共振振幅を減衰させる構造として、周方向に隣り合う動翼の先端カバー同士を接触させる構造が採用されている。動翼が共振して振動した場合に、先端カバー同士を接触させていることで、接触部で摩擦減衰力が作用し、共振振幅を小さくできるためである。ただし、動翼先端カバーの形状や接触部の形状としては、対象とする振動モードや翼構造に応じて様々な形状があり、一概にどの形状が摩擦減衰に対して効果的かの判断は難しい。また、従来の動翼先端カバーの形状では、複数存在する動翼の振動モードの中で、最も回避したい振動モードの変位方向に特化して摩擦減衰が作用するような形状となるため、蒸気タービンのように複数の振動モードが問題となるタービン動翼では、複数の振動モードに対しても減衰効果が発揮できるような動翼構造が望ましい。

【0009】

前記特許文献１では、動翼の翼先端カバー間に調芯促進体が設置されている構造が実施例として記載されている。調芯促進体は、適正な硬度の硬質ゴム、適正な硬度の各種エンジニアプラスチックにより形成され、その柔軟性が適正に設計される。調芯促進体を挟んでいる第１翼先端カバー部分と第２翼先端カバー部分は高速回転時に結合し連成的に一体化し、共振点数が減少する。接合面の法線方向の変形（共振モード）の際に、調芯促進体は面圧を分散的に均一化して減衰効果を発揮し、共振時の共振振幅を減少させると記載されている。

【0010】

つまり特許文献１の構造では、調芯促進体が高速回転時に結合し連成的に一体化した状態で接合面の法線方向の変形のみに対して減衰効果を発揮するため、従来の動翼先端カバーの形状と同様に、一つの変位方向のみに減衰効果を発揮する構造となっている。

【0011】

そこで本発明は、複数の振動モードに対して減衰効果を発揮し、静翼通過周波数と動翼固有振動数が一致した場合でも共振応力を小さくできるタービン動翼列構造を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記課題を解決するため、本発明は、翼部と、該翼部の先端に設けられた動翼先端カバーとを有するタービン動翼を、ターボ機械のロータにロータ周方向に複数枚固定してなるタービン動翼列組立体において、動翼先端カバーのロータ周方向側壁面の一部に形成され、隣り合う動翼先端カバーと接触する接触面と、隣り合う動翼先端カバー間に形成された隙間部のうち、接触面に対してロータ軸方向翼入口側の隙間部に設けられた、粘弾性体からなる第１の制振部材と、隣り合う動翼先端カバー間に形成された隙間部のうち、接触面に対してロータ軸方向翼出口側の隙間部に設けられた、粘弾性体からなる第２の制振部材とを備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、タービン動翼列において、簡単な構造で、従来の翼先端カバー構造で対象としている周方向振動モードの共振振幅に対する減衰効果を高めるだけでなく、ねじり振動モードの共振振幅に対しても減衰効果があるため、複数の振動モードに対して減衰効果を発揮し、静翼通過周波数と動翼固有振動数が一致した場合でも共振応力を小さくできる。

【0014】

上記した以外の課題、構成及び効果には、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】蒸気タービンの段落構造の例である。

【図2】従来構造のタービン動翼先端カバー部を径方向から見た断面の例を示す図である。

【図3】本発明の第１の実施例に係るタービン動翼構造を示す図である。

【図4】本発明の第１の作用について説明する図である。

【図5】本発明の第２の作用について説明する図である。

【図6】本発明の第２の実施例に係るタービン動翼構造を示す図である。

【図7】本発明の第３の実施例に係るタービン動翼構造を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。なお、以下に説明する実施例は、軸流ターボ機械の一例として蒸気タービンに本発明を適用した例であるが、本発明は、蒸気タービンに限らず、ガスタービンや圧縮機にも適用可能である。

【実施例1】

【0017】

本発明の第１の実施例について説明する。まず初めに、本発明が適用される蒸気タービンの一例について説明する。

【0018】

図１は、タービン動翼を有する蒸気タービンの段落構造の例である。図１において、１はダイアフラム外輪、２はダイアフラム内輪、３は静翼、４は動翼、５はロータ、６は動翼先端カバー、７はロータ５の中心軸、２０で示した矢印は作動流体である蒸気の主流の流れ方向を各々示す。なお、方向の定義として、図面左から右に向かってロータ軸方向、下から上に向かってロータ径方向、手前から奥に向かってロータ周方向となっている。

【0019】

一般的な蒸気タービンは、円環状に組み立てられたダイアフラム外輪１とダイアフラム内輪２との間に、周方向に複数枚の静翼３を固定して環状流路を形成する静翼列と、静翼列の主流２０の流れ方向下流側に、回転体であるロータ５のディスク部に周方向に複数枚の動翼４を固定して形成される動翼列とを一列ずつ組み合わせた段落が、軸流方向に複数並んだ構造となっている。なお、動翼４の翼部の外周側先端には、一般的に動翼先端カバー６が設けられており、隣接する翼同士が動翼先端カバー６により連結されている。

【0020】

静翼３は、静翼３の流れ方向上流側より流入する主流を整流し、圧力を速度に変換する役割を果たしており、静翼３を通過した主流のエネルギは、動翼４によって回転エネルギに変換され、ロータ５を回転させる。ロータ５は図示しない発電機に連結されており、発電機を回転させることによって発電する。

【0021】

図２は、一般的な蒸気タービンのタービン動翼に適用される動翼先端カバー構造を径方向から見た断面図の例である。なお、動翼先端カバーは各動翼４に備わっており、動翼先端カバーは各々の翼同士で別構造となっている。

【0022】

図２では、動翼先端カバーを周方向に隣り合う第１動翼先端カバー８と第２動翼先端カバー９の２つしか示していないが、実際にはタービン軸周りに配置された動翼４の数だけ動翼先端カバーも配置される。

【0023】

ここで、図２で示している第１動翼先端カバー８と第２動翼先端カバー９は、同一形状であり、説明のため便宜的に番号をつけてある。実際は、第１動翼先端カバー８と第２動翼先端カバー９ともに図１に示した動翼先端カバー６と同じ役割の構造物である。

【0024】

図２では、周方向に隣り合う第１動翼先端カバー８と第２動翼先端カバー９が、ロータ周方向側の側壁面のロータ軸方向中央部に形成された第１動翼先端カバー接触面１０と第２動翼先端カバー接触面１１で、軸方向を向いた面で互いに接触する構造となっている。

【0025】

また、動翼先端カバーのロータ周方向側の側壁面のうち、接触面を挟んでロータ軸方向両側に位置する、第１動翼先端カバー８の翼入口側の対向面１２ａと第２動翼先端カバー９の翼入口側の対向面１３ａの間、および第１動翼先端カバー８の翼出口側の対向面１２ｂと第２動翼先端カバー９の翼出口側の対向面１３ｂの間には、回転時および非回転時ともに隙間を有する構造となっている。なお、対向面１２、１３は周方向を向いた面であり、翼部形状に合わせてロータ周方向上の位置が異なり、段違いの形状となっている。

【0026】

つまり、隣り合う動翼４が周方向に異なる位相で変動する振動モードに対しては、第１動翼先端カバー８と第２動翼先端カバー９が異なる方向に振動するため、第１動翼先端カバー接触面１０と第２動翼先端カバー接触面１１の接触部で摩擦が生じ、摩擦減衰により共振振幅を減衰する構造となっている。

【0027】

以上のように、従来のタービン動翼の先端カバー形状では、隣り合う第１動翼先端カバー８と第２動翼先端カバー９を接触させることで、周方向の振動モードに対して摩擦減衰が生じて、共振振幅を低減させる構造になっている。

【0028】

一方で、蒸気タービンの動翼では回避したい振動モードが複数存在するため、周方向モード以外のモードに対しても減衰効果を発揮する構造が望ましい。そこで、複数モードに対して減衰効果を発揮できる、本実施例に係るタービン動翼の構造について説明する。

【0029】

図３は、本実施例のタービン動翼構造を示す例である。

【0030】

図３に示すように、本実施例は周方向に隣り合う第１動翼先端カバー８と第２動翼先端カバー９間の、第１動翼先端カバー接触面１０と第２動翼先端カバー接触面１１の接触部を挟んで両側にある、第１動翼先端カバー対向面１２と第２動翼先端カバー対向面１３の間に、それぞれダンパー部材として粘弾性体１４を設置する構造となっている。

【0031】

粘弾性体１４の形状としては、本実施例では胴長の略直方体として形成されている。しかしながら、これに限定されるものではなく、対向する対向面に触接できる形状であれば良い。例えば略球形状であってもよい。

【0032】

なお、粘弾性体１４の設置方法としては、図３に示すように、第１動翼先端カバー対向面１２ａ，ｂ、第２動翼先端カバー対向面１３ａ，ｂに設置溝１５を形成することで、粘弾性体１４を設置する構造とする。

【0033】

また、粘弾性体１４は、第１動翼先端カバー８の設置溝１５の周方向を向いた面および第２動翼先端カバー９の設置溝１５の周方向を向いた面に固着させる方が望ましい。これは、粘弾性体１４を両側の先端カバーに固着させることで、粘弾性体１４の圧縮変形による粘弾性効果と粘弾性体１４の伸び変形による粘弾性減衰の効果の両方が発揮できるためである。

【0034】

一方で、粘弾性体１４を両側の先端カバーに固着させない場合でも、粘弾性体１４の圧縮変形による粘弾性効果が発揮されるため、固着させなくても粘弾性効果はある。

【0035】

設置溝１５の形状としては、回転中に遠心力で粘弾性体１４が飛散しないように、溝１５の第１動翼先端カバー８および第２動翼先端カバー９の外輪側は、塞がっている構造とする必要がある。溝構造によって粘弾性体１４を設置する利点は、粘弾性体１４を固着させない構造を採用する場合に、粘弾性体１４が摩耗した際に交換しやすくなるため、メンテナンスの点で有利である。

【0036】

粘弾性体１４は、第１動翼先端カバー接触面１０と第２動翼先端カバー接触面１１を挟んで、ロータ軸方向翼入口側および翼出口側の両側の対向面に設置する必要がある。これは、周方向振動モードで共振している場合に、片側の対向面にのみに粘弾性体１４を設置している構造では、第１動翼先端カバー８と第２動翼先端カバー９間の片側の対向面にのみ粘弾性１４からの荷重が作用してしまうため、第１動翼先端カバー８と第２動翼先端カバー９に偏った応力が作用してしまう可能性がある。

【0037】

また、両側の対向面に粘弾性体１４を設置することで、ねじりモードに対して粘弾性減衰効果を生じるといった利点があるためである。よって、粘弾性体１４は、第１動翼先端カバー接触面１０と第２動翼先端カバー接触面１１を挟んで、軸方向翼入口側および翼出口側の対向面に設置する必要がある。

【0038】

粘弾性体１４の形状としては、本実施例のように溝構造を採用する場合は、粘弾性体１４を設置溝１５に設置する際に、設置溝１５と粘弾性体１４の間に部分的に隙間が生じる形状であることが望ましい。理由としては、粘弾性体１４に圧縮荷重が作用した場合に、設置溝１５と粘弾性体１４の間に隙間が無い場合では、粘弾性体１４が圧縮変形できずに、粘弾性効果が低下する可能性があるためである。

【0039】

また、粘弾性体１４は、第１動翼先端カバー対向面１２と第２動翼先端カバー対向面１３の両側から荷重がかかった際に、第１動翼先端カバー接触面１０と第２動翼先端カバー接触面１１間で生じる摩擦減衰を妨げないように変形する必要があるが、柔らかすぎると粘弾性体１４の粘弾性効果が小さくなるため、摩擦減衰と粘弾性減衰の両者の観点から最適な硬度が決定される。また粘弾性体１４は、作動流体である蒸気の熱に耐えうる耐熱性を備えた部材であることが必要であり、例えばカーボンナノチューブで形成された部材などが考えられる。

【0040】

図４は、本実施例の第１の作用について説明した図である。

【0041】

図４は動翼４が周方向振動モードで共振した場合の、動翼先端カバー６の挙動を示している。なお、図４では隣り合う動翼４が逆位相で振動した場合の動翼先端カバー６の挙動を示している。

【0042】

図４に示すように、隣り合う動翼４が逆位相で周方向に振動した場合、動翼４は２１で示した矢印のように変動する。その際に、図２および図３で前述したように、従来の動翼先端カバー形状では、各動翼４の動翼先端カバー６は中央付近で接触しているため、接触面で摩擦減衰力２２が作用して、共振振幅を減衰できる構造となっている。

【0043】

加えて、本実施例のように粘弾性体１４を用いた構造では、粘弾性体１４を両側から押さえつけるように動翼先端カバー６が変位した場合は、粘弾性体１４が圧縮変形して２３で示す矢印の方向に粘弾性減衰力が作用するため、共振振幅を減衰させるように力が作用する。

【0044】

また、粘弾性体１４を両側から引っ張るように動翼先端カバー６が変位した場合は、粘弾性体１４が伸び変形して２４で示す矢印の方向に粘弾性減衰力が作用するため、共振振幅を減衰させるように力が作用する。

【0045】

つまり、従来の動翼先端カバー形状の摩擦減衰力２２に加えて、圧縮変形による粘弾性力２３と伸び変形による粘弾性力２４が作用するため、本実施例のように粘弾性体１４を設置することで、周方向振動モードの減衰力を高めることができるといった作用がある。

【0046】

なお、図４は隣り合う動翼４が逆位相で振動した場合について示しているが、必ずしも逆位相の振動モードを対象にしているわけでなく、同位相以外のモードであれば減衰力が作用する。

【0047】

また、粘弾性体１４が第１動翼先端カバー８または第２動翼先端カバー９に固着されていない場合は、図４で示した伸び変形による粘弾性力２４は作用しないため、圧縮変形による粘弾性力２３の効果のみとなる。

【0048】

図５は、本実施例の第２の作用について説明した図である。

【0049】

図５は動翼４がねじり振動モードで共振した場合の、動翼先端カバー６の挙動を示している。なお、図５では隣り合う動翼４が逆位相で振動した場合の動翼先端カバー６の挙動を示している。

【0050】

図５に示すように、隣り合う動翼４が逆位相で振動した場合、動翼は２１に示した矢印の方向に変動する。その際に、図５に示すように、隣り合う翼先端カバー６の対向面間の隙間は、小さくなる部分と大きくなる部分が生じる。

【0051】

本実施例のように、隣り合う動翼先端カバー６の間に粘弾性体１４を用いた構造では、隣り合う翼先端カバー６の対向面間の隙間が小さくなる方向に変動した場合に、粘弾性体１４を両側から押さえつけられるため、粘弾性体１４が圧縮変形して２３で示す矢印の方向に粘弾性減衰力が作用するため、共振振幅を減衰させるように力が作用する。

【0052】

また、隣り合う翼先端カバー６の対向面間の隙間が大きく方向に変動した場合に、粘弾性体１４は両側から引っ張られるため、粘弾性体１４が伸び変形して２４で示す矢印の方向に粘弾性減衰力が作用するため、共振振幅を減衰させるように力が作用する。

【0053】

つまり、図４で示した周方向振動モードの減衰力を高めること作用に加えて、ねじり振動モードに対しても減衰力が作用する。

【0054】

なお、粘弾性体１４が第１動翼先端カバー８または第２動翼先端カバー９に固着されていない場合は、図５で示した伸び変形による粘弾性力２４は作用しないため、圧縮変形による粘弾性力２３の効果のみとなる。
よって、本実施例により、周方向振動モードの減衰力が高まるだけでなく、ねじり振動モードに対しても減衰力が作用するため、同一構造で複数の振動モードに対して減衰効果を発揮でき、共振振幅を低減できるといった効果がある。

【実施例2】

【0055】

次に本発明の第２の実施例について説明する。

【0056】

図６は、粘弾性体をシート形状として設置した例を示す図である。ここで、先に第１の実施例で説明した構成と同等の構成については同一の符号を付して説明を省略し、先に説明した実施例と異なる箇所について説明をする。

【0057】

図６では、実施例１と同様に、周方向に隣り合う第１動翼先端カバー８と第２動翼先端カバー９が、ロータ軸方向中央部にある第１動翼先端カバー接触面１０と第２動翼先端カバー接触面１１の接触部で、軸方向を向いた面で互いに接触する構造を対象としている。

【0058】

なお、第１動翼先端カバーの対向面１２と第２動翼先端カバーの対向面１３は、回転時および非回転時ともに接触しない構造となっている。

【0059】

図６では、中央付近にある第１動翼先端カバー接触面１０と第２動翼先端カバー接触面１１で、軸方向を向いた面で互いに接触するため、先に説明した実施例と同様に周方向振動モードに対して、従来の翼先端カバー形状の摩擦減衰効果を保持できる。

【0060】

実施例１と異なる点は、粘弾性体１４の形状と設置方法である。本実施例では、粘弾性体１４の形状はシート形状で、設置方法は第１動翼先端カバーの対向面１２および第２動翼先端カバーの対向面１３に貼付して固着させる構造となっている。

【0061】

一方で、粘弾性体１４は第１動翼先端カバーの対向面１２か第２動翼先端カバーの対向面１３のどちらか片方に固着させる構造でも構わない。これは、先に示した実施例と同様で、粘弾性体１４の伸び変形による粘弾性効果を考慮するかしないかの差である。

【0062】

実施例１では、粘弾性体１４の設置方法は、第１動翼先端カバーの対向面１２および第２動翼先端カバーの対向面１３に、溝１５を設置する構造としたが、本実施例では、溝１５を加工せず、直接第１動翼先端カバーの対向面１２または第２動翼先端カバーの対向面１４に粘弾性体１４を固着させる方法で設置させているため、溝１５を加工する必要はなく、実施例１に比較して、製造コストが低減できるといった利点がある。

【0063】

また、周方向およびねじり振動モードで、動翼４が振動した場合に、第１動翼先端カバーの対向面１２と第２動翼先端カバーの対向面１３で粘弾性体１４が接触する面が増加するため、より広い面積で粘弾性体１４に力が作用するため、減衰力が大きくなるといった利点がある。

【実施例3】

【0064】

次に本発明の第３の実施例について説明する。

【0065】

図７は、本発明の第３の実施例に係るタービン動翼構造を示す図である。ここで、先に第１の実施例で説明した構成と同等の構成については同一の符号を付して説明を省略し、先に説明した実施例と異なる箇所について説明をする。

【0066】

図７では、実施例１と同様に、周方向に隣り合う第１動翼先端カバー８と第２動翼先端カバー９が、軸方向中央付近にある第１動翼先端カバー接触面１０と第２動翼先端カバー接触面１１の接触部で、軸方向を向いた面で互いに接触する構造を対象としている。

【0067】

なお、第１動翼先端カバーの対向面１２と第２動翼先端カバーの対向面１３は、回転時および非回転時ともに接触しない構造となっている。

【0068】

実施例１と異なる点は、粘弾性体１４の設置方法である。本実施例では、粘弾性体１４を、溝１５の軸方向を向いた面に固着させる構造となっている。粘弾性体１４を溝１５の軸方向を向いた面で固着させることで、第１動翼先端カバー接触面１０と第２動翼先端カバー接触面１１に隙間が生じる方向（軸方向）に振動した場合に、粘弾性体１４がせん断変形して、せん断変形による粘弾性力によって減衰力が生じるといった効果がある。

【0069】

また、粘弾性体１４は、必ずしも第１動翼先端カバー８の溝１５と第２動翼先端カバー９の溝１５の全ての軸方向を向いた面に固着させる必要はなく、第１動翼先端カバー８の溝１５の軸方向上流側を向いた面と第２動翼先端カバー９の溝１５の軸方向下流側を向いた面のみを固着させても、粘弾性体１４がせん断変形するため、同様の効果を発揮する。

【0070】

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、実施例１の図３では、軸方向を向いた対向面で接触している翼先端カバー形状を対象としているが、本発明は必ずしも軸方向を向いた対向面で接触している翼先端カバー形状だけを対象としていない。例えば、接触面が周方向や斜め方向を向いている翼先端カバー形状でも構わない。要は接触面を挟んで両端に粘弾性体を設置することができれば問題ない。

【0071】

また、本発明の実施例では、ダイアフラム構造の蒸気タービンを例として説明したが、本発明はダイアフラム構造の蒸気タービンに限定されるものではなく、例えば組み立て式静翼の構造でも同様の効果が得られる。

【符号の説明】

【0072】

１ ダイアフラム外輪
２ ダイアフラム内輪
３ 静翼
４ 動翼
５ ロータ
６ 動翼先端カバー
８ 第１動翼先端カバー
９ 第２動翼先端カバー
１０ 第１動翼先端カバー接触面
１１ 第２動翼先端カバー接触面
１２ 第１動翼先端カバー対向面
１３ 第２動翼先端カバー対向面
１４ 粘弾性体
１５ 設置溝

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】