JP2022118700A - 回転機械、これを含むガスタービン、回転機械の組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ブレードを安定的に固定できる回転機械、およびこれを含むガスタービン、回転機械の組立方法を提供する。
【解決手段】本発明の一側面による回転機械は、ブレード１３２０が挿入される複数のスロット１３１２が形成されたロータディスク１３１０と、前記スロットに挿入されるルート部を有する複数のブレードと、前記ブレードの軸方向移動を抑制するリテーナ１４００とを含み、前記リテーナは、前記スロットの底に挿入される内側固定部材１４１０と、前記ルート部の下部に挿入され前記内側固定部材と当接する外側固定部材と、前記外側固定部材と前記スロットの底との間に挿入されて前記外側固定部材の離脱を防止するスペーサ１４３０とを含むことができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、回転機械、これを含むガスタービン、回転機械の組立方法に関する。

ガスタービンは、圧縮機で圧縮された圧縮空気と燃料とを混合して燃焼させ、燃焼で発生した高温のガスでタービンを回転させる動力機関である。ガスタービンは、発電機、航空機、船舶、列車などを駆動するのに用いられる。

一般的に、ガスタービンは、圧縮機と、燃焼器と、タービンとを含む。圧縮機は、外部の空気を吸入して圧縮した後、燃焼器に伝達する。圧縮機で圧縮された空気は高圧および高温の状態になる。燃焼器は、圧縮機から流入した圧縮空気と燃料とを混合して燃焼させる。燃焼によって発生した燃焼ガスはタービンに排出される。燃焼ガスによってタービン内部のブレードが回転し、これにより動力が発生する。発生した動力は、発電、機械装置の駆動など多様な分野に使用される。

圧縮機、燃焼器などの回転運動をする回転機械は、ロータディスクと、ロータディスクに結合されたブレードとを含む。ブレードはロータディスクに安定的に固定されなければならないが、回転過程でブレードが軸方向に移動する問題がある。

上記の技術的背景に基づき、本発明は、ブレードを安定的に固定できる回転機械、およびこれを含むガスタービン、回転機械の組立方法を提供する。

本発明の一側面による回転機械は、ブレードが挿入される複数のスロットが形成されたロータディスクと、前記スロットに挿入されるルート部を有する複数のブレードと、前記ブレードの軸方向移動を抑制するリテーナとを含み、前記リテーナは、前記スロットの底に挿入される内側固定部材と、前記ルート部の下部に挿入され前記内側固定部材と当接する外側固定部材と、前記外側固定部材と前記スロットの底との間に挿入されて前記外側固定部材の離脱を防止するスペーサとを含むことができる。

本発明の一側面による前記外側固定部材は、前記ルート部に挿入されるボディ部と、前記ボディ部から側方向に突出しかつ折曲げられて前記スペーサの端部と当接する支持板とを含むことができる。

本発明の一側面による前記スロットの底には、前記内側固定部材が挿入される内側溝と、前記内側溝の上部に連結され、前記内側溝から前記ロータディスクの側端まで延びた設置溝とが形成される。

本発明の一側面による前記ルート部の下面には、前記内側固定部材が挿入される第１溝と、前記外側固定部材が挿入され前記第１溝よりも深く形成された第２溝と、前記第２溝から前記ルート部の側端まで延びた第３溝とが形成される。

本発明の一側面による前記内側固定部材は、柱形状からなり、前記内側溝および前記第１溝に挿入される。

本発明の一側面による前記スペーサは、前記外側固定部材を支持する支持ブロックと、前記支持ブロックから前記ブレードに向かって突出して前記第３溝に挿入される突出部とを含むことができる。

本発明の一側面による２つの前記突出部は離隔し、前記突出部の間にはミドル溝が形成され、前記支持ブロックには突出した支持段が形成される。

本発明の一側面による前記支持板は、前記ボディ部から側方向に突出し前記第３溝の底と当接する第１部分と、前記第１部分から折曲げられて前記スペーサと当接する第２部分とを含むことができる。

本発明の一側面による前記スペーサの端部には収容溝が形成され、前記支持板は、前記第２部分から折曲げられて前記収容溝に挿入される第３部分をさらに含むことができる。
本発明の一側面による前記スペーサの外面には結合突起が形成され、前記支持板には前記結合突起と嵌合される結合ホールが形成される。

本発明の他の側面によるガスタービンは、外部から流入した空気を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された圧縮空気と燃料とを混合して燃焼する燃焼器と、前記燃焼器で燃焼された燃焼ガスによって回転する複数のブレードを含む回転機械とを含み、前記回転機械は、前記ブレードが挿入される複数のスロットが形成されたロータディスクと、前記スロットに挿入されるルート部を有する複数のブレードと、前記ブレードの軸方向移動を抑制するリテーナとを含み、前記リテーナは、前記スロットの底に挿入される内側固定部材と、前記ルート部の下部に挿入され前記内側固定部材と当接する外側固定部材と、前記外側固定部材と前記スロットの底との間に挿入されて前記外側固定部材の離脱を防止するスペーサとを含むことができる。

本発明の他の側面による前記外側固定部材は、前記ルート部に挿入されるボディ部と、前記ボディ部から側方向に突出しかつ折曲げられて前記スペーサの端部と当接する支持板とを含むことができる。

本発明の他の側面による前記スロットの底には、前記内側固定部材が挿入される内側溝と、前記内側溝の上部に連結され、前記内側溝から前記ロータディスクの側端まで延びた設置溝とが形成される。

本発明の他の側面による前記ルート部の下面には、前記内側固定部材が挿入される第１溝と、前記外側固定部材が挿入され前記第１溝よりも深く形成された第２溝と、前記第２溝から前記ルート部の側端まで延びた第３溝とが形成される。

本発明の他の側面による前記スペーサは、前記外側固定部材を支持する支持ブロックと、前記支持ブロックから前記ブレードに向かって突出して前記第３溝に挿入される突出部とを含むことができる。

本発明の他の側面による２つの前記突出部は離隔し、前記突出部の間にはミドル溝が形成され、前記支持ブロックには突出した支持段が形成される。

本発明の他の側面による前記支持板は、前記ボディ部から側方向に突出し前記第３溝の底と当接する第１部分と、前記第１部分から折曲げられて前記スペーサと当接する第２部分とを含むことができる。

本発明の他の側面による前記スペーサの端部には収容溝が形成され、前記支持板は、前記第２部分から折曲げられて前記収容溝に挿入される第３部分をさらに含むことができる。

本発明の他の側面による前記スペーサの外面には結合突起が形成され、前記支持板には前記結合突起と嵌合される結合ホールが形成される。

本発明のさらに他の側面によるロータディスクと、ブレードとを含む回転機械の組立方法は、前記ロータディスクのスロットの底に形成された内側溝に柱形状の内側固定部材を挿入する内側固定部材設置ステップと、前記スロットに前記ブレードを結合するブレード結合ステップと、前記ブレードのルート部の下面に形成された第２溝に前記ブレードを支持する外側固定部材を挿入する外側固定部材設置ステップと、前記外側固定部材の内側に前記外側固定部材を支持するスペーサを挿入するスペーサ設置ステップと、前記外側固定部材に形成された支持板を折曲げて前記支持板を前記スペーサの端部と当接させる支持板曲げステップとを含むことができる。

本発明の一側面による回転機械によれば、リテーナが内側固定部材と、外側固定部材と、スペーサとを含むので、ブレードを安定的に支持することができる。

本発明の第１実施形態に係るガスタービンの内部が示された図である。 図１のガスタービンの一部を切断した縦断面図である。 本発明の第１実施形態に係るブレードとロータディスクを示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るルート部を示す部分斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るロータディスクを示す部分斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るリテーナがロータディスクおよびブレードに結合された状態を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る内側固定部材を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る外側固定部材を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るスペーサを示す斜視図である。 内側固定部材を挿入する過程を示す図である。 ブレードをロータディスクに結合する過程を示す図である。 外側固定部材を設ける過程を示す図である。 スペーサを設ける過程を示す図である。 支持板を屈曲してスペーサを固定する過程を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る回転機械の組立方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係るリテーナがロータディスクおよびブレードに結合された状態を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る外側固定部材を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るスペーサを示す斜視図である。 本発明の第３実施形態に係るリテーナがロータディスクおよびブレードに結合された状態を示す断面図である。

本発明は多様な変換が加えられて様々な実施例を有することができるが、特定の実施例を例示し詳細な説明に詳しく説明する。しかし、これは本発明を特定の実施形態について限定しようとするものではなく、本発明の思想および技術範囲に含まれるあらゆる変換、均等物又は代替物を含むことが理解されなければならない。

本発明で使った用語は単に特定の実施例を説明するために使われたものであり、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は、文脈上明らかに異なって意味しない限り、複数の表現を含む。本発明において、「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであって、１つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加の可能性を予め排除しないことが理解されなければならない。

以下、添付した図面を参照して、本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。この時、添付した図面において同一の構成要素は、できる限り同一の符号で表していることに留意する。また、本発明の要旨をあいまいにしうる公知の機能および構成に関する詳細な説明は省略する。同様の理由から、添付図面において一部の構成要素は誇張または省略されるか、概略的に示された。

以下、本発明の第１実施形態に係るガスタービンについて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るガスタービンの内部が示された図であり、図２は、図１のガスタービンの一部を切断した縦断面図である。

本実施形態に係るガスタービン１０００の熱力学的サイクルは、理想的にはブレイトンサイクル（Ｂｒａｙｔｏｎ ｃｙｃｌｅ）によることができる。ブレイトンサイクルは、等エントロピー圧縮（断熱圧縮）、定圧給熱、等エントロピー膨張（断熱膨張）、定圧放熱につながる４つの過程からなる。すなわち、大気の空気を吸入して高圧に圧縮した後、定圧環境で燃料を燃焼して熱エネルギーを放出し、この高温の燃焼ガスを膨張させて運動エネルギーに変換させた後に、残留エネルギーを含む排気ガスを大気中に放出することができる。すなわち、圧縮、加熱、膨張、放熱の４過程でサイクルが行われる。

このようなブレイトンサイクルを実現するガスタービン１０００は、図１に示されるように、圧縮機１１００と、燃焼器１２００と、タービン１３００とを含むことができる。以下の説明は図１を参照するが、本発明の説明は、図１に例示的に示されたガスタービン１０００と同等の構成を有するタービン機関に対しても幅広く適用可能である。

図１を参照すれば、ガスタービン１０００の圧縮機１１００は、外部から空気を吸入して圧縮することができる。圧縮機１１００は、圧縮機ブレード１１３０によって圧縮された圧縮空気を燃焼器１２００に供給し、また、ガスタービン１０００で冷却が必要な高温領域に冷却用空気を供給することができる。この時、吸入された空気は圧縮機１１００で断熱圧縮過程を経るので、圧縮機１１００を通過した空気の圧力と温度は上昇する。

圧縮機１１００は、遠心圧縮機（ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒｓ）や軸流圧縮機（ａｘｉａｌ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）として設計されるが、小型ガスタービンでは遠心圧縮機が適用されるのに対し、図１に示されるような大型ガスタービン１０００は、大量の空気を圧縮しなければならないため、多段軸流圧縮機１１００が適用されることが一般的である。この時、多段軸流圧縮機１１００では、圧縮機１１００のブレード１１３０は、センタータイロッド１１２０とロータディスクの回転により回転して、流入した空気を圧縮しながら圧縮された空気を後段のベーン１１４０に移動させる。空気は多段に形成されたブレード１１３０を通過しながら次第により高圧に圧縮される。

ベーン１１４０は、ハウジング１１５０の内部に装着され、複数のベーン１１４０が段を形成して装着できる。ベーン１１４０は、前段の圧縮機ブレード１１３０から移動した圧縮空気を後段のブレード１１３０側に案内する。一実施形態において、複数のベーン１１４０の少なくとも一部は、空気の流入量の調節などのために定められた範囲内で回転可能に装着できる。

圧縮機１１００は、タービン１３００から出力される動力の一部を用いて駆動できる。このために、図２に示すように、圧縮機１１００の回転軸とタービン１３００の回転軸とは、トルクチューブ１１７０によって直結できる。大型ガスタービン１０００の場合、タービン１３００で生産される出力のほぼ半分程度が圧縮機１１００を駆動させるのに費やされる。

一方、燃焼器１２００は、圧縮機１１００の出口から供給される圧縮空気を燃料と混合して、等圧燃焼させて高いエネルギーの燃焼ガスを作ることができる。燃焼器１２００では、流入した圧縮空気を燃料と混合、燃焼させて高いエネルギーの高温、高圧燃焼ガスを作り、等圧燃焼過程で燃焼器およびタービン部品が耐えられる耐熱限度まで燃焼ガスの温度を上昇させる。

燃焼器１２００は、セル状に形成されるハウジング内に複数配列され、燃料噴射ノズルなどを含むバーナ（Ｂｕｒｎｅｒ）と、燃焼室を形成する燃焼器ライナ（Ｃｏｍｂｕｓｔｏｒ Ｌｉｎｅｒ）と、燃焼器とタービンとの連結部になるトランジションピース（Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｐｉｅｃｅ）とを含んで構成される。

一方、燃焼器１２００から出た高温、高圧の燃焼ガスはタービン１３００に供給される。供給された高温高圧の燃焼ガスが膨張しながらタービン１３００のブレード１３２０に衝動、反動力を与えて回転トルクがもたらされ、このように得られた回転トルクは上述したトルクチューブ１１７０を経て圧縮機１１００に伝達され、圧縮機１１００の駆動に必要な動力を超える動力は発電機などを駆動するのに用いられる。

図３は、本発明の第１実施形態に係るブレードとロータディスクを示す斜視図であり、図４は、本発明の第１実施形態に係るルート部を示す部分斜視図であり、図５は、本発明の第１実施形態に係るロータディスクを示す部分斜視図であり、図６は、本発明の第１実施形態に係るリテーナがロータディスクおよびブレードに結合された状態を示す断面図である。

図３～図６を参照して、本発明の第１実施形態に係る回転機械について説明する。回転機械は、ロータディスクと、ブレードとを含んで回転する装置であって、圧縮機１１００とタービン１３００がこれに相当する。本実施形態では、タービン１３００を回転機械の一例として説明するが、本発明がこれに限定されるものではなく、回転機械は、圧縮機１１００からなってもよい。

タービン１３００は、複数のロータディスク１３１０と、ロータディスク１３１０に放射状に配置される複数のブレード１３２０と、ブレード１３２０を固定するリテーナ１４００とを含む。ブレード１３２０は、ダブテールなどの方式でロータディスク１３１０に結合できる。同時に、ロータディスク１３１０には、ハウジングに固定されるタービンベーンが備えられ、タービンベーンは、ブレード１３２０を通過した燃焼ガスの流れ方向を案内する。

ロータディスク１３１０は、略円板形状を有しており、その外周部には複数のスロット１３１２が形成されている。スロット１３１２は屈曲面を有するように形成され、スロット１３１２にブレード１３２０が挿入される。

ブレード１３２０は、板形状の翼部１３２１と、翼部１３２１の下部に結合されたプラットフォーム部１３２２と、プラットフォーム部１３２２の下に突出したルート部１３２５とを含む。翼部１３２１は、翼形状の曲面板からなってもよいし、翼部１３２１は、ガスタービン１０００の仕様によって最適化された翼形を有するように形成される。翼部１３２１は、燃焼ガスの流れ方向を基準として上流側に配置されるリーディングエッジおよび下流側に配置されるトレーリングエッジを備えることができる。

翼部１３２１の表面には多数のフィルムクーリングホールが形成されるが、フィルムクーリングホールは、翼部１３２１の内部に形成される冷却流路と連通して冷却空気を翼部１３２１の表面に供給する。

プラットフォーム部１３２２は、翼部１３２１とルート部１３２５との間に位置し、略四角板または四角柱形状からなってもよい。プラットフォーム部１３２２は、隣り合うブレード１３２０のプラットフォーム部１３２２とその側面とが互いに接してブレード１３２０間の間隔を維持させる役割を果たす。翼部１３２１とプラットフォーム部１３２２とルート部１３２５の内側には、ロータディスク１３１０から伝達される冷却空気が移動する冷却流路が形成される。

ルート部１３２５は、屈曲部を有し、これは、ロータディスク１３１０のスロット１３１２に形成された屈曲部の形態に対応するように形成される。ルート部１３２５は、軸方向（ロータディスクの中心軸と平行な方向）にスロット１３１２に挿入される。

リテーナ１４００は、スロット１３１２の底に挿入される内側固定部材１４１０と、ルート部１３２５の下部に挿入され内側固定部材１４１０と当接する外側固定部材１４２０と、外側固定部材１４２０とスロット１３１２の底との間に挿入されて外側固定部材１４２０の離脱を防止するスペーサ１４３０とを含むことができる。

図７は、本発明の第１実施形態に係る内側固定部材を示す斜視図であり、図８は、本発明の第１実施形態に係る外側固定部材を示す斜視図であり、図９は、本発明の第１実施形態に係るスペーサを示す斜視図である。

図５～図９を参照して説明すれば、スロット１３１２の底には、内側固定部材１４１０が挿入される内側溝１３１４と、内側溝１３１４の上部に連結され、内側溝１３１４からロータディスク１３１０の側端まで延びた設置溝１３１５とが形成される。内側溝１３１４は、円形の断面を有し、設置溝１３１５よりも深く形成される。

一方、ルート部１３２５の下面には、内側固定部材１４１０が挿入される第１溝１３２６と、外側固定部材が挿入され第１溝１３２６よりも深く形成された第２溝１３２７と、第２溝１３２７からルート部１３２５の側端まで延びた第３溝１３２８とが形成される。

第１溝１３２６は、内側固定部材１４１０が挿入できるように円形の横断面を有し、第２溝１３２７は、第１溝１３２６および第３溝１３２８よりも大幅を有するように形成されて、第１溝１３２６および第２溝１３２７の側端よりも突出する。第３溝１３２８は、部品が挿入できるように通路を形成する。

内側固定部材１４１０は、柱形状からなってもよいし、円柱または四角柱からなってもよい。内側固定部材１４１０は、内側溝１３１４および第１溝１３２６に挿入され、内側固定部材１４１０において内側溝１３１４の底と当接する長手方向の端部にはテーパ部１４１２が形成される。

外側固定部材１４２０は、第２溝１３２７に挿入され、内側固定部材１４１０および第２溝１３２７と当接して支持される。外側固定部材１４２０は、第２溝１３２７に挿入されるボディ部１４２１と、ボディ部１４２１から軸方向に突出した支持板１４２３とを含む。支持板１４２３は、ボディ部１４２１の側面から突出し折曲げられて、スペーサ１４３０の端部と当接してスペーサ１４３０を支持する。

スペーサ１４３０は、外側固定部材１４２０を支持する支持ブロック１４３１と、支持ブロック１４３１からブレード１３２０に向かって突出した突出部１４３２とを含むことができる。支持ブロック１４３１は、設置溝１３１５に挿入され、突出部１４３２は、第３溝１３２８に挿入される。

支持ブロック１４３１は、外側固定部材１４２０の内側端と当接して外側固定部材１４２０が第２溝１３２７から離脱するのを防止する。２つの突出部１４３２は離隔配置され、突出部１４３２の間に下部に延びたミドル溝１４３５が形成される。一方、支持ブロック１４３１には突出した支持段１４３３が形成されるが、スペーサ１４３０を分離する時、ミドル溝１４３５にツールを入れ、支持段１４３３にツールをかけてスペーサ１４３０を用いて分離することができる。

支持板１４２３は、スペーサ１４３０が設けられた状態で折曲げられてスペーサ１４３０の外側端部と当接し、これにより、支持板１４２３によってスペーサ１４３０がブレード１３２０とロータディスク１３１０との間から離脱するのを防止することができる。

支持板１４２３は、ボディ部１４２１から側方向に突出し第３溝１３２８の底と当接する第１部分１４２３ａと、第１部分１４２３ａから折曲げられてスペーサ１４３０と当接する第２部分１４２３ｂとを含むことができる。第１部分１４２３ａは、突出部１４３２と当接し、第２部分１４２３ｂは、突出部１４３２および支持ブロック１４３１と当接することができる。

このように、本実施形態によれば、内側固定部材１４１０と外側固定部材１４２０が溝に挿入されるだけでなく、互いに当接してブレード１３２０がロータディスク１３１０の軸方向に移動するのを防止することができる。また、内側固定部材１４１０の内側にスペーサ１４３０が設けられて内側固定部材１４１０がブレード１３２０に安定的に固定できる。また、支持板１４２３によってスペーサ１４３０が離脱せずに安定的に固定できる。

以下、本発明の第１実施形態に係る回転機械の組立方法について説明する。

図１０Ａは、内側固定部材を挿入する過程を示す図であり、図１０Ｂは、ブレードをロータディスクに結合する過程を示す図であり、図１０Ｃは、外側固定部材を設ける過程を示す図であり、図１０Ｄは、スペーサを設ける過程を示す図であり、図１０Ｅは、支持板を屈曲してスペーサを固定する過程を示す図であり、図１１は、本発明の第１実施形態に係る回転機械の組立方法を説明するためのフローチャートである。

図１０Ａ～図１１を参照して説明すれば、本実施形態に係る回転機械の組立方法は、内側固定部材設置ステップＳ１０１と、ブレード結合ステップＳ１０２と、外側固定部材設置ステップＳ１０３と、スペーサ設置ステップＳ１０４と、支持板曲げステップＳ１０５とを含むことができる。

内側固定部材設置ステップＳ１０１は、ロータディスク１３１０のスロット１３１２の底に形成された内側溝１３１４に内側固定部材１４１０を挿入する。ここで、内側固定部材１４１０は、柱形状からなり、内側固定部材１４１０の一部分は内側溝１３１４に挿入され、内側固定部材１４１０の外側は第１溝１３２６に挿入される。ブレード結合ステップＳ１０２は、ロータディスク１３１０に形成されたスロット１３１２にブレード１３２０のルート部１３２５を挿入する。

外側固定部材設置ステップＳ１０３は、ブレード１３２０のルート部１３２５の下面に形成された第２溝１３２７に外側固定部材１３２０を挿入する。外側固定部材設置ステップＳ１０３は、設置溝１３１５と第３溝１３２８を通して外側固定部材１４２０をブレード１３２０とロータディスク１３１０との間に移動させた後、外側固定部材１４２０を押して第２溝１３２７に挿入する。この時、外側固定部材１４２０の側面は、内側固定部材１４１０と当接する。外側固定部材１４２０設置ステップにおいて、支持板１４２３は、第３溝１３２８に挿入された状態を維持する。

スペーサ設置ステップＳ１０４は、設置溝１３１５を通してスペーサ１４３０を外側固定部材１４２０の内側に挿入して外側固定部材１４２０が第２溝１３２７から離脱するのを防止する。スペーサ設置ステップＳ１０４は、スペーサ１４３０を外側固定部材１４２０とロータディスク１３１０との間に位置させて外側固定部材１４２０が設置溝１３１５へ離脱するのを防止する。

支持板曲げステップＳ１０５は、外側固定部材１４２０に形成された支持板１４２３を折曲げて支持板１４２３をスペーサ１４３０の端部と当接させる。これにより、支持板１４２３によってスペーサ１４３０が離脱せずに安定的に位置することができる。

一方、ブレード１３２０をロータディスク１３１０から分離して補修するためには、支持板を真っ直ぐに変形させた後にツールを突出部１４３２の間に挿入し、支持段１４３３にかけてスペーサを分離した後に外側固定部材１４２０を分離した後、ブレード１３２０をロータディスク１３１０から分離することができる。

以下、本発明の第２実施形態に係る回転機械について説明する。

図１２は、本発明の第２実施形態に係るリテーナがロータディスクおよびブレードに結合された状態を示す断面図であり、図１３は、本発明の第２実施形態に係る外側固定部材を示す斜視図であり、図１４は、本発明の第２実施形態に係るスペーサを示す斜視図である。

図１２～図１４を参照して説明すれば、本第２実施形態に係る回転機械は、リテーナ１５００を除けば、上記の第１実施形態に係る回転機械と同一の構造からなるので、同一の構成に関する重複説明は省略する。

リテーナ１５００は、スロット１３１２の底に挿入される内側固定部材１５１０と、ルート部１３２５の下部に挿入され内側固定部材１５１０と当接する外側固定部材１５２０と、外側固定部材１５２０とスロット１３１２の底との間に挿入されて外側固定部材１５２０の離脱を防止するスペーサ１５３０とを含むことができる。

内側固定部材１５１０は、円柱形状からなってもよいし、内側溝１３１４および第１溝１３２６に挿入される。外側固定部材１５２０は、第２溝１３２７に挿入され、内側固定部材１５１０と当接して支持される。外側固定部材１５２０は、第２溝１３２７に挿入されるボディ部１５２１と、ボディ部１５２１から軸方向に突出した支持板１５２３とを含む。支持板１５２３は、ボディ部１５２１の側面から突出して折曲げられてスペーサ１５３０の端部と当接する。

スペーサ１５３０は、外側固定部材１５２０を支持する支持ブロック１５３１と、支持ブロック１５３１からブレード１３２０に向かって突出した突出部１５３２とを含むことができる。支持ブロック１５３１は、設置溝１３１５に挿入され、突出部１５３２は、第３溝１３２８に挿入される。

支持ブロック１５３１は、外側固定部材１５２０の内側端と当接して外側固定部材１５２０が第２溝１３２７から離脱するのを防止する。２つの突出部１５３２は離隔配置され、突出部１５３２の間に下部に延びたミドル溝１５３５が形成される。一方、支持ブロック１５３１には突出した支持段１５３３が形成される。

一方、支持ブロック１５３１において外面には外側に突出した結合突起１５３６が形成される。結合突起１５３６は、円形または多角形の断面を有することができる。

支持板１５２３は、スペーサ１５３０が設けられた状態で折曲げられてスペーサ１５３０の外側端部と当接し、これにより、支持板１５２３によってスペーサ１５３０がブレード１３２０とロータディスク１３１０との間から離脱するのを防止することができる。

支持板１５２３は、ボディ部１５２１から側方向に突出し第３溝の底と当接する第１部分と、第１部分１５２３ａから折曲げられてスペーサ１５３０と当接する第２部分１５２３ｂとを含むことができる。第１部分１５２３ａは、突出部１５３２と当接し、第２部分１５２３ｂは、突出部１５３２および支持ブロック１５３１と当接することができる。

支持板１５２３には結合突起と嵌合される結合ホール１５２３ｃが形成され、結合ホール１５２３ｃは第２部分１５２３ｂに形成される。結合突起１５３６と結合ホール１５２３ｃとが結合されると、支持板１５２３がスペーサ１５３０をさらに安定的に支持することができる。

以下、本発明の第３実施形態に係る回転機械について説明する。

図１５は、本発明の第３実施形態に係るリテーナがロータディスクおよびブレードに結合された状態を示す断面図である。

図１５を参照して説明すれば、本第３実施形態に係る回転機械は、リテーナを除けば、上記の第１実施形態に係る回転機械と同一の構造からなるので、同一の構成に関する重複説明は省略する。

リテーナ１６００は、スロット１３１２の底に挿入される内側固定部材１６１０と、ルート部１３２５の下部に挿入され内側固定部材１６１０と当接する外側固定部材１６２０と、外側固定部材１６２０とスロット１３１２の底との間に挿入されて外側固定部材１６２０の離脱を防止するスペーサ１６３０とを含むことができる。

内側固定部材１６１０は、円柱形状からなってもよい。外側固定部材１６２０は、ブレード１３２０のルート部の下面に挿入され、内側固定部材１６１０と当接して支持される。外側固定部材１６２０は、ルート部に挿入されるボディ部１６２１と、ボディ部１６２１から軸方向に突出した支持板１６２３とを含む。支持板１６２３は、ボディ部１６２１の側面から突出して折曲げられてスペーサ１６３０の端部と当接する。

スペーサ１６３０は、外側固定部材１６２０を支持する支持ブロック１６３１と、支持ブロック１６３１からブレード１３２０に向かって突出した突出部１６３２とを含むことができる。支持ブロック１６３１の端部には支持板１６２３が挿入される収容溝１６３５が形成される。

支持板１６２３は、スペーサ１６３０が外側固定部材１６２０の内側に設けられた状態で折曲げられてスペーサ１６３０の外側端部と当接し、これにより、支持板１６２３によってスペーサ１６３０がブレード１３２０とロータディスク１３１０との間から離脱するのを防止することができる。

支持板１６２３は、ボディ部１６２１から側方向に突出した第１部分１６２３ａと、第１部分１６２３ａから折曲げられてスペーサ１６３０と当接する第２部分１６２３ｂと、第２部分１６２３ｂから折曲げられて収容溝１６３５に挿入される第３部分１６２３ｃとを含むことができる。第１部分１６２３ａは、突出部１６３２と当接し、第２部分１６２３ｂは、突出部１６３２および支持ブロック１６３１と当接することができる。第３部分１６２３ｃは、支持ブロック１６３１の外面に形成された収容溝に挿入されてスペーサ１６３０を支持する。

以上、本発明の一実施例について説明したが、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された本発明の思想を逸脱しない範囲内で、構成要素の付加、変更、削除または追加などによって本発明を多様に修正および変更可能であり、これも本発明の権利範囲内に含まれる。

１０００：ガスタービン
１１００：圧縮機
１１３０：圧縮機ブレード
１１４０：ベーン
１１５０：ハウジング
１１７０：トルクチューブ
１２００：燃焼器
１３００：タービン
１３１０：ロータディスク
１３１２：スロット
１３１４：内側溝
１３１５：設置溝
１３２０：ブレード
１３２１：翼部
１３２２：プラットフォーム部
１３２５：ルート部
１３２６：第１溝
１３２７：第２溝
１３２８：第３溝
１４００、１５００、１６００：リテーナ
１４１０、１５１０、１６１０：内側固定部材
１４２０、１５２０、１６２０：外側固定部材
１４２１、１５２１、１６２１：ボディ部
１４２３、１５２３、１６２３：支持板
１４３０、１５３０、１６３０：スペーサ
１４３１、１５３１、１６３１：支持ブロック
１４３２、１５３２、１６３２：突出部

Claims (20)

1. ロータディスクと、前記ロータディスクの外周面に設けられた複数のブレードとを含む回転機械であって、
   前記複数のブレードが挿入される複数のスロットが形成されたロータディスクと、
   前記複数のスロットに挿入されるルート部を有する複数のブレードと、
   前記複数のブレードの軸方向移動を抑制するリテーナと
   を含み、
   前記リテーナは、前記複数のスロットの底に挿入される内側固定部材と、前記ルート部の下部に挿入され前記内側固定部材と当接する外側固定部材と、前記外側固定部材と前記複数のスロットの底との間に挿入されて前記外側固定部材の離脱を防止するスペーサとを含む回転機械。
2. 前記外側固定部材は、前記ルート部に挿入されるボディ部と、前記ボディ部から側方向に突出しかつ折曲げられて前記スペーサの端部と当接する支持板とを含む、請求項１に記載の回転機械。
3. 前記複数のスロットの底には、前記内側固定部材が挿入される内側溝と、前記内側溝の上部に連結され、前記内側溝から前記ロータディスクの側端まで延びた設置溝とが形成された、請求項２に記載の回転機械。
4. 前記ルート部の下面には、前記内側固定部材が挿入される第１溝と、前記外側固定部材が挿入され前記第１溝よりも深く形成された第２溝と、前記第２溝から前記ルート部の側端まで延びた第３溝とが形成された、請求項３に記載の回転機械。
5. 前記内側固定部材は、柱形状からなり、前記内側溝および前記第１溝に挿入される、請求項４に記載の回転機械。
6. 前記スペーサは、前記外側固定部材を支持する支持ブロックと、前記支持ブロックから前記複数のブレードに向かって突出して前記第３溝に挿入される突出部とを含む、請求項４又は５に記載の回転機械。
7. ２つの前記突出部は離隔し、前記突出部の間にはミドル溝が形成され、前記支持ブロックには突出した支持段が形成された、請求項６に記載の回転機械。
8. 前記支持板は、前記ボディ部から側方向に突出し前記第３溝の底と当接する第１部分と、前記第１部分から折曲げられて前記スペーサと当接する第２部分とを含む、請求項４から７のいずれか一項に記載の回転機械。
9. 前記スペーサの端部には収容溝が形成され、前記支持板は、前記第２部分から折曲げられて前記収容溝に挿入される第３部分をさらに含む、請求項８に記載の回転機械。
10. 前記スペーサの外面には結合突起が形成され、前記支持板には前記結合突起と嵌合される結合ホールが形成された、請求項２から９のいずれか一項に記載の回転機械。
11. 外部から流入した空気を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された圧縮空気と燃料とを混合して燃焼する燃焼器と、前記燃焼器で燃焼された燃焼ガスによって回転する複数のブレードを含む回転機械とを含むガスタービンであって、
    前記回転機械は、
    前記複数のブレードが挿入される複数のスロットが形成されたロータディスクと、
    前記複数のスロットに挿入されるルート部を有する複数のブレードと、
    前記複数のブレードの軸方向移動を抑制するリテーナと
    を含み、
    前記リテーナは、前記複数のスロットの底に挿入される内側固定部材と、前記ルート部の下部に挿入され前記内側固定部材と当接する外側固定部材と、前記外側固定部材と前記複数のスロットの底との間に挿入されて前記外側固定部材の離脱を防止するスペーサとを含む、ガスタービン。
12. 前記外側固定部材は、前記ルート部に挿入されるボディ部と、前記ボディ部から側方向に突出しかつ折曲げられて前記スペーサの端部と当接する支持板とを含む、請求項１１に記載のガスタービン。
13. 前記複数のスロットの底には、前記内側固定部材が挿入される内側溝と、前記内側溝の上部に連結され、前記内側溝から前記ロータディスクの側端まで延びた設置溝とが形成された、請求項１２に記載のガスタービン。
14. 前記ルート部の下面には、前記内側固定部材が挿入される第１溝と、前記外側固定部材が挿入され前記第１溝よりも深く形成された第２溝と、前記第２溝から前記ルート部の側端まで延びた第３溝とが形成された、請求項１３に記載のガスタービン。
15. 前記スペーサは、前記外側固定部材を支持する支持ブロックと、前記支持ブロックから前記複数のブレードに向かって突出して前記第３溝に挿入される突出部とを含む、請求項１４に記載のガスタービン。
16. ２つの前記突出部は離隔し、前記突出部の間にはミドル溝が形成され、前記支持ブロックには突出した支持段が形成された、請求項１５に記載のガスタービン。
17. 前記支持板は、前記ボディ部から側方向に突出し前記第３溝の底と当接する第１部分と、前記第１部分から折曲げられて前記スペーサと当接する第２部分とを含む、請求項１４から１６のいずれか一項に記載のガスタービン。
18. 前記スペーサの端部には収容溝が形成され、前記支持板は、前記第２部分から折曲げられて前記収容溝に挿入される第３部分をさらに含む、請求項１７に記載のガスタービン。
19. 前記スペーサの外面には結合突起が形成され、前記支持板には前記結合突起と嵌合される結合ホールが形成された、請求項１２から１８のいずれか一項に記載のガスタービン。
20. ロータディスクと、ブレードとを含む回転機械の組立方法において、
    前記ロータディスクのスロットの底に形成された内側溝に柱形状の内側固定部材を挿入する内側固定部材設置ステップと、
    前記スロットに前記ブレードを結合するブレード結合ステップと、
    前記ブレードのルート部の下面に形成された第２溝に前記ブレードを支持する外側固定部材を挿入する外側固定部材設置ステップと、
    前記外側固定部材の内側に前記外側固定部材を支持するスペーサを挿入するスペーサ設置ステップと、
    前記外側固定部材に形成された支持板を折曲げて前記支持板を前記スペーサの端部と当接させる支持板曲げステップと
    を含む回転機械の組立方法。

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