JPH02188602A - ロータ・ブレード - Google Patents
ロータ・ブレードInfo
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- JPH02188602A JPH02188602A JP1213136A JP21313689A JPH02188602A JP H02188602 A JPH02188602 A JP H02188602A JP 1213136 A JP1213136 A JP 1213136A JP 21313689 A JP21313689 A JP 21313689A JP H02188602 A JPH02188602 A JP H02188602A
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- JP
- Japan
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- blade
- rotor
- adjacent
- recess
- damper member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/22—Blade-to-blade connections, e.g. for damping vibrations
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/005—Sealing means between non relatively rotating elements
- F01D11/006—Sealing the gap between rotor blades or blades and rotor
- F01D11/008—Sealing the gap between rotor blades or blades and rotor by spacer elements between the blades, e.g. independent interblade platforms
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S416/00—Fluid reaction surfaces, i.e. impellers
- Y10S416/50—Vibration damping features
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景
この発明は、−船釣にはタービンおよび圧縮機に関し、
特に、ガスタービンエンジンにおける円周方向に間隔を
あけて配置したブレードの列の隣接するプラットホーム
部分の間の空間をシールするとともに振動を減衰する改
良機構に関する。
特に、ガスタービンエンジンにおける円周方向に間隔を
あけて配置したブレードの列の隣接するプラットホーム
部分の間の空間をシールするとともに振動を減衰する改
良機構に関する。
ガスタービンエンジンは、代表的には、複数列の円周方
向に間隔をあけて配置したロータ・プレートをディスク
に、ディスクと共にその軸線のまわりを回転できるよう
に装着している。これらのブレードは異なる形状および
輪郭のものが無数に存在するが、一般にもっとも内側の
ルート部分、中間のプラットホーム部分およびもっとも
外側のエアーホイル部分を有する。ルート部分は、ダブ
テイル（あり形部分）としても知られ、通常［もみの本
」を逆さまにしたような形状また外観を有し、ロータ・
ディスクに設けられた相補形状の溝に摺動可能に嵌めら
れる。プラットホーム部分は一ブレードのルート部分と
エアーホイル部分とを分け、プラットホーム部分全体で
エンジンを通る環状ガス流路の外向き壁を画定する。エ
アーホイル部分は代表的には半径方向に流路中に延在し
、流路を通るガス流と相互作用する。しかし、これらの
エアーホイル部分は、同時に、片持部材でもあり、振動
による疲労を受ける。ディスクはＯから４５．０００ｒ
ｐｍ以上までの角速度で回転するので、この振動問題は
特に深刻である。
向に間隔をあけて配置したロータ・プレートをディスク
に、ディスクと共にその軸線のまわりを回転できるよう
に装着している。これらのブレードは異なる形状および
輪郭のものが無数に存在するが、一般にもっとも内側の
ルート部分、中間のプラットホーム部分およびもっとも
外側のエアーホイル部分を有する。ルート部分は、ダブ
テイル（あり形部分）としても知られ、通常［もみの本
」を逆さまにしたような形状また外観を有し、ロータ・
ディスクに設けられた相補形状の溝に摺動可能に嵌めら
れる。プラットホーム部分は一ブレードのルート部分と
エアーホイル部分とを分け、プラットホーム部分全体で
エンジンを通る環状ガス流路の外向き壁を画定する。エ
アーホイル部分は代表的には半径方向に流路中に延在し
、流路を通るガス流と相互作用する。しかし、これらの
エアーホイル部分は、同時に、片持部材でもあり、振動
による疲労を受ける。ディスクはＯから４５．０００ｒ
ｐｍ以上までの角速度で回転するので、この振動問題は
特に深刻である。
そのようなブレード振動の震源と性質を理解し、同定し
、除去するのは難しい。実際、このような振動は多数の
変数の関数であり、その一部は制御可能であるが、残り
は制御不能である。いずれにしろ、このような振動、特
に共振振動数付近の振動を減衰して、ブレードへの疲労
を軽減したいという幅広い要望がある。同時に、隣接す
るブレードのプラットホーム部分間の空間を効果的にシ
ールしてガス流を環状通路内に閉じ込めることも必要と
されている。
、除去するのは難しい。実際、このような振動は多数の
変数の関数であり、その一部は制御可能であるが、残り
は制御不能である。いずれにしろ、このような振動、特
に共振振動数付近の振動を減衰して、ブレードへの疲労
を軽減したいという幅広い要望がある。同時に、隣接す
るブレードのプラットホーム部分間の空間を効果的にシ
ールしてガス流を環状通路内に閉じ込めることも必要と
されている。
種々の形式のブレード・ダンパが知られている。
たとえば、シュラウド形ダンパでは、隣接するエアーホ
イル部分の先端を互いに物理的に連結する。
イル部分の先端を互いに物理的に連結する。
この設計は、ブレード間連結部材をロータ・ディスクの
軸線からもっとも遠い半径方向距離に配置し、実際、有
効なダンパを構成できるが、これはエアーホイル部分の
質量を増加し、隣接するプラットホーム部分間の空間の
シールを行なえず、通路を通るガス流を妨害する恐れが
ある。
軸線からもっとも遠い半径方向距離に配置し、実際、有
効なダンパを構成できるが、これはエアーホイル部分の
質量を増加し、隣接するプラットホーム部分間の空間の
シールを行なえず、通路を通るガス流を妨害する恐れが
ある。
プラットホーム下側ダンパも知られている。これらの装
置は通常、可動部材をロータ・ディスクと１つ以上のブ
レードのプラットホーム部分の下側との間に作動的に配
置する。タービンが回転すると、この可動部材が遠心力
で半径方向外方に移動され、隣接ブレードの下側表面と
流体密なシル係合に入る。このような構成は隣接するプ
ラットホーム部分間に有効なシールを形成し、用途によ
っては有効な振動ダンパとなるが、ダンパ部材とブレー
ドとの間の接触点が代表的には、プラットホーム部分の
下側に位置している。
置は通常、可動部材をロータ・ディスクと１つ以上のブ
レードのプラットホーム部分の下側との間に作動的に配
置する。タービンが回転すると、この可動部材が遠心力
で半径方向外方に移動され、隣接ブレードの下側表面と
流体密なシル係合に入る。このような構成は隣接するプ
ラットホーム部分間に有効なシールを形成し、用途によ
っては有効な振動ダンパとなるが、ダンパ部材とブレー
ドとの間の接触点が代表的には、プラットホーム部分の
下側に位置している。
発明の要旨
したがって、この発明の目的は、ガスタービンエンジン
に用いるのに特に適当な新規な改良された振動ダンパを
提供することにある。
に用いるのに特に適当な新規な改良された振動ダンパを
提供することにある。
この発明の別の目的は、隣接するブレードのプラットホ
ーム部分間に有効なシールを形成することもできる、ガ
スタービンエンジン用の新規な改良されたブレード−ブ
レード間振動ダンパを提供することにある。
ーム部分間に有効なシールを形成することもできる、ガ
スタービンエンジン用の新規な改良されたブレード−ブ
レード間振動ダンパを提供することにある。
この発明の他の目的は、安価に製造でき、簡単に組み立
てられ、ロータ・ディスクを特別に切削する必要のない
改良されたブレード−ブレード間振動減衰兼密封部材を
提供することにある。
てられ、ロータ・ディスクを特別に切削する必要のない
改良されたブレード−ブレード間振動減衰兼密封部材を
提供することにある。
この発明は改良ロータ・ブレードを提供する。
このブレードはロータ壷ディスク１こ隣りのブレードと
円周方向に間隔をあけた関係で装着されるようになって
いる。このブレードはエアーホイル部分、プラットホー
ム部分およびルート部分を含む。
円周方向に間隔をあけた関係で装着されるようになって
いる。このブレードはエアーホイル部分、プラットホー
ム部分およびルート部分を含む。
プラッホーム部分の第１表面が隣りのブレードの対向す
る表面に間隔をあけて向かい合う関係で配置されている
。１つ以上の傾斜凹所がブレードのプラットホーム部分
の内部にその第１表面からルート部分に向けて延在する
。ダンパ部材がこの凹所に凹所に対し摺動できるように
装着されている。
る表面に間隔をあけて向かい合う関係で配置されている
。１つ以上の傾斜凹所がブレードのプラットホーム部分
の内部にその第１表面からルート部分に向けて延在する
。ダンパ部材がこの凹所に凹所に対し摺動できるように
装着されている。
この部材は、ロータ・ディスクが十分な角速度で回転さ
せられるとき、部材に働く遠心力により部材が凹所によ
り画定された通路に沿って外方へ移動され隣りのブレー
ドの対向表面に係合させられ、これにより両ブレードの
少なくとも片方の振動を減衰するような形状および凹所
に対する配置となっている。好ましい実施例では、ダン
パ部材は、ロータが運転速度にあるとき、第１表面と対
向表面との間の空間を実質的にシールする作用もなす。
せられるとき、部材に働く遠心力により部材が凹所によ
り画定された通路に沿って外方へ移動され隣りのブレー
ドの対向表面に係合させられ、これにより両ブレードの
少なくとも片方の振動を減衰するような形状および凹所
に対する配置となっている。好ましい実施例では、ダン
パ部材は、ロータが運転速度にあるとき、第１表面と対
向表面との間の空間を実質的にシールする作用もなす。
この発明を特徴付けると考えられる新規な特徴は特許請
求の範囲に記載した通りである。この発明の構成をその
目的および効果とともに一層明瞭にするために、以下に
この発明の好ましい実施例を添付の図面を参照しながら
詳しく説明する。
求の範囲に記載した通りである。この発明の構成をその
目的および効果とともに一層明瞭にするために、以下に
この発明の好ましい実施例を添付の図面を参照しながら
詳しく説明する。
実施例の記載
まず第１図について説明すると、１０はこの発明の好ま
しい実施例による改良されたロータ・ブレードである。
しい実施例による改良されたロータ・ブレードである。
このブレード１０は、上方のエアーホイル部分１１、中
間のプラットホーム部分１２および下方のルートまたは
ダブテイル部分１３を何するものとして図示されている
。
間のプラットホーム部分１２および下方のルートまたは
ダブテイル部分１３を何するものとして図示されている
。
当業者であれば、災数個のこのようなロータ・ブレード
が円周方向に間隔をあけた関係でロータ・ディスク（そ
の一部を第４図および第５図に１４で示す）に作動的に
装着される構成となっていることが理解できるであろう
。このようなブレードのエアーホイル部分は半径方向外
方に、プラットホーム部分１２の外向きの円筒形セグメ
ント表面１５とシュラウドの内向き表面（図示せず）と
の間に画定された環状流路（図示せず）に延在するよう
に構成されている。ロータは、エアーホイル部分がこの
環状流路内で回転するように、水平軸線（図示せず）の
まわりを回転できるようにジャーナル支承されている。
が円周方向に間隔をあけた関係でロータ・ディスク（そ
の一部を第４図および第５図に１４で示す）に作動的に
装着される構成となっていることが理解できるであろう
。このようなブレードのエアーホイル部分は半径方向外
方に、プラットホーム部分１２の外向きの円筒形セグメ
ント表面１５とシュラウドの内向き表面（図示せず）と
の間に画定された環状流路（図示せず）に延在するよう
に構成されている。ロータは、エアーホイル部分がこの
環状流路内で回転するように、水平軸線（図示せず）の
まわりを回転できるようにジャーナル支承されている。
この発明をタービンに適用した図示の実施例では、ブレ
ード１０が通路のガス流に応じて矢印ωの方向に回転す
る。第４図および第５図に１６で総称して示す回転デイ
スクープレード・タービンアセンブリはこうして流れか
らエネルギーを抽出し、これをロータ・アセンブリの回
転に変換する。
ード１０が通路のガス流に応じて矢印ωの方向に回転す
る。第４図および第５図に１６で総称して示す回転デイ
スクープレード・タービンアセンブリはこうして流れか
らエネルギーを抽出し、これをロータ・アセンブリの回
転に変換する。
エアーホイル部分は、ガス流の方に向いか直立した前向
きの丸みのある前縁１７と、後向きの後縁１８と、凹状
の圧力面１９と、エアーホイル部分の反対側の凸状吸引
面２０とを有する。エアーホイル部分１１は中空で、内
部に冷却ガスの流れを通す構造として図示されている。
きの丸みのある前縁１７と、後向きの後縁１８と、凹状
の圧力面１９と、エアーホイル部分の反対側の凸状吸引
面２０とを有する。エアーホイル部分１１は中空で、内
部に冷却ガスの流れを通す構造として図示されている。
しかし、エアーホイル部分の特定の形状または輪郭はこ
の改良ブレードの基本的な理解にとって重要ではなく、
容易に変更または変形できることが明らかである。
の改良ブレードの基本的な理解にとって重要ではなく、
容易に変更または変形できることが明らかである。
ルート部分１３は慣例の逆さまにした「もみの木」形状
または外観を有するものとして図示してあり、ロータ・
ディスクに軸線方向に設けられた相補形状の溝に摺動可
能に挿入するようになっている。ルート部分およびその
ロータ・ディスクとの作動連結は、やはり第４図および
第５図に概略的に図示されている通りであるが、これも
容易に変更または変形できる。
または外観を有するものとして図示してあり、ロータ・
ディスクに軸線方向に設けられた相補形状の溝に摺動可
能に挿入するようになっている。ルート部分およびその
ロータ・ディスクとの作動連結は、やはり第４図および
第５図に概略的に図示されている通りであるが、これも
容易に変更または変形できる。
さてプラットホーム部分について詳細に説明する。第１
図および第２図に示すように、プラットホーム部分は、
上から平面図で見ると、実質的に長方形の外郭または外
観を有し、円弧状の丸みのある前面２１と後面２２およ
び半径方向に延在する先導側面２３と後続側面２４で囲
まれている。
図および第２図に示すように、プラットホーム部分は、
上から平面図で見ると、実質的に長方形の外郭または外
観を有し、円弧状の丸みのある前面２１と後面２２およ
び半径方向に延在する先導側面２３と後続側面２４で囲
まれている。
ブレード全体は一体に形成された鋳造−切削部材である
のが好ましい。したがって、エアーホイル部分は、プラ
ッホーム部分の上面１５から半径方向外方に片持部材と
して延在する。当業者であれば、このエアーホイル部分
は、ガス流に露呈されたとき、曲げ応力およびねじり応
力両方を受けることが理解できるであろう。
のが好ましい。したがって、エアーホイル部分は、プラ
ッホーム部分の上面１５から半径方向外方に片持部材と
して延在する。当業者であれば、このエアーホイル部分
は、ガス流に露呈されたとき、曲げ応力およびねじり応
力両方を受けることが理解できるであろう。
第２図の側面図で見ると、プラットホーム部分１２は、
上向きの僅かに丸みのある円筒形セグメント表面２５と
、前向きのセグメント環状表面２６と、後向２２につな
がる外向きの僅かに丸みのある円筒形セグメント表面１
５と、後面２２がら前方に延在する下向きの僅かに丸み
のある円筒形セグメント表面２Ｂと、後向きの環状セグ
メント表面２９と、内向き表面３０と、前向き表面３１
と、そこから上向きかつ前向きに延在する円弧状表面３
２と、ルート部分から上向きに延在して先導側面２３の
下縁３４につながる円弧状側面３３と、円弧状表面３５
と、後向き表面３６と、内向き表面３８と、そこから前
方に継続して前面２１の下側縁につながる下向きかつ前
向きの円筒形セグメント表面３９とを有することがわか
る。上述した全ての回転面はロータ・ディスクの軸線の
まわりに画定されている。
上向きの僅かに丸みのある円筒形セグメント表面２５と
、前向きのセグメント環状表面２６と、後向２２につな
がる外向きの僅かに丸みのある円筒形セグメント表面１
５と、後面２２がら前方に延在する下向きの僅かに丸み
のある円筒形セグメント表面２Ｂと、後向きの環状セグ
メント表面２９と、内向き表面３０と、前向き表面３１
と、そこから上向きかつ前向きに延在する円弧状表面３
２と、ルート部分から上向きに延在して先導側面２３の
下縁３４につながる円弧状側面３３と、円弧状表面３５
と、後向き表面３６と、内向き表面３８と、そこから前
方に継続して前面２１の下側縁につながる下向きかつ前
向きの円筒形セグメント表面３９とを有することがわか
る。上述した全ての回転面はロータ・ディスクの軸線の
まわりに画定されている。
プラットホーム部分１２にはその先導側面２３から半径
方向下向きに２つの向かい合うＵ字形スロット状凹所４
Ｇ、４１が横方向に離間して切削され、そこにダンパ（
減衰）部材４２を挿入し、摺動可能に収容するようにな
っている。各スロワ）４０．４１は軸線ｙ−ｙ （第４
図および第５図）に沿って細長く延びている。その軸線
ｙ−ｙは、好適な実施例では、先導側面２３に関して傾
斜しかつブレード１０の長さ方向または半径方向軸線２
７に関して鋭角の挟角Φ−約２６１′傾斜している。こ
の角度はブレードおよびダンパの形状に応じて変えるこ
とができる。場合によっては、この角度は１０〜１５″
のように小さく、また別の例では、６０′程度になるこ
ともあり、いずれもブレード１０の振動応答を許容でき
るエンジン運転レベルに減少させるのに必要な最小減衰
量に依存する。特定の角度は、各ブレード形状について
減衰効果を最大にするように実験または解析またはその
両方により決定でき、しいて挙げるならば、特にエアー
ホイル部分の質量、形状および寸法、ロータの回転速度
、ブレードの振動数、ダンパ部材の質量、および摩擦な
どの関数であると考えられる。
方向下向きに２つの向かい合うＵ字形スロット状凹所４
Ｇ、４１が横方向に離間して切削され、そこにダンパ（
減衰）部材４２を挿入し、摺動可能に収容するようにな
っている。各スロワ）４０．４１は軸線ｙ−ｙ （第４
図および第５図）に沿って細長く延びている。その軸線
ｙ−ｙは、好適な実施例では、先導側面２３に関して傾
斜しかつブレード１０の長さ方向または半径方向軸線２
７に関して鋭角の挟角Φ−約２６１′傾斜している。こ
の角度はブレードおよびダンパの形状に応じて変えるこ
とができる。場合によっては、この角度は１０〜１５″
のように小さく、また別の例では、６０′程度になるこ
ともあり、いずれもブレード１０の振動応答を許容でき
るエンジン運転レベルに減少させるのに必要な最小減衰
量に依存する。特定の角度は、各ブレード形状について
減衰効果を最大にするように実験または解析またはその
両方により決定でき、しいて挙げるならば、特にエアー
ホイル部分の質量、形状および寸法、ロータの回転速度
、ブレードの振動数、ダンパ部材の質量、および摩擦な
どの関数であると考えられる。
第３図に示すように、ダンパ部材４２は、中央のロッド
状部分４３および２つの内曲げ平行端部４４．４４を有
する簡単なＵ字形に曲げたワイヤ部材とすることができ
る。これらの端部４４各々は第４図および第５図に示す
ように、離間した前部凹所４０および後部凹所４１に摺
動可能に挿入されるようになっているので、ダンパ部材
４２はこれらの凹所内で自由に摺動できる。さらに、各
凹所の口は、ブレードをロータ・ディスクに装着したと
き、隣りのブレードの対向する後続側面と並ぶようにな
っている。したがって、ロータ・ディスクが静止してい
るとき、各ブレードと関連したダンパ部材は重力的に安
定な位置に移動する。
状部分４３および２つの内曲げ平行端部４４．４４を有
する簡単なＵ字形に曲げたワイヤ部材とすることができ
る。これらの端部４４各々は第４図および第５図に示す
ように、離間した前部凹所４０および後部凹所４１に摺
動可能に挿入されるようになっているので、ダンパ部材
４２はこれらの凹所内で自由に摺動できる。さらに、各
凹所の口は、ブレードをロータ・ディスクに装着したと
き、隣りのブレードの対向する後続側面と並ぶようにな
っている。したがって、ロータ・ディスクが静止してい
るとき、各ブレードと関連したダンパ部材は重力的に安
定な位置に移動する。
たとえば、第４図に示すブレードはロータ・ディスクの
頂部死点位置の近くにあるものとして図示してあり、左
側のブレードを１０で、右隣りのブレードを１０′で示
す。これら２つのブレードの構造は互いに同一であり、
左側のブレードの諸部分に付けたのと同じ参照符号にダ
ッシュ（′）を付けて右隣りのブレードの対応する部分
や表面を示しである。ただ、右側のブレード１０′から
は、後部凹所４１′の断面を見やすくするためダンパ部
材を省略しである点が唯一相違している。こうして、ダ
ンパ部材４２はその関連した凹所の底まで滑りおりるこ
とができる。一方、直径方向で反対側のブレード（図示
せず）のダンパ部材はその関連した凹所に沿って外方に
自由に滑り出し、その隣りのブレードの対向する後続側
面に係合する。
頂部死点位置の近くにあるものとして図示してあり、左
側のブレードを１０で、右隣りのブレードを１０′で示
す。これら２つのブレードの構造は互いに同一であり、
左側のブレードの諸部分に付けたのと同じ参照符号にダ
ッシュ（′）を付けて右隣りのブレードの対応する部分
や表面を示しである。ただ、右側のブレード１０′から
は、後部凹所４１′の断面を見やすくするためダンパ部
材を省略しである点が唯一相違している。こうして、ダ
ンパ部材４２はその関連した凹所の底まで滑りおりるこ
とができる。一方、直径方向で反対側のブレード（図示
せず）のダンパ部材はその関連した凹所に沿って外方に
自由に滑り出し、その隣りのブレードの対向する後続側
面に係合する。
ダンパ部材の関連した凹所に対する自由な摺動は、ダン
パ部材が凹所の壁と、面接触ではなく、実質的に線接触
で係合するという事実から一層容易になる。このため、
ダンパ部材の関連する凹所に対する自由な摺動を妨害す
る恐れのある摩擦力が最小になる。
パ部材が凹所の壁と、面接触ではなく、実質的に線接触
で係合するという事実から一層容易になる。このため、
ダンパ部材の関連する凹所に対する自由な摺動を妨害す
る恐れのある摩擦力が最小になる。
第５図は、ロータが十分な角速度で回転している状況を
示す。相対的に移動可能なダンパ部材に働く遠心力が、
ダンパ部材を関連する凹所４０゜４１で規定される通路
に沿って外方に移動させ、強制的に右隣りのブレード１
０′の対向する表面（すなわち後続側面２４′）に係合
させる。このような遠心力はダンパ部材に半径方向の力
を加える。この半径方向の力は、スロット軸線ｙ−ｙに
平行な成分と垂直な成分とに分解することができる。垂
直成分はダンパ部材を外方へ移動させ、内向きの凹所外
壁４５に押し当てる。しかし、前述したように、ダンパ
部材の両端部はスロット壁に、面接触ではなく、実質的
に線接触で係合する。したがって、この垂直な力は大き
な面積にわたって作用するものではない。平行な力の成
分は、ダンパ部材を凹所に沿って外方へ移動させ、した
がって第５図に示すように、そのロッド状中心部分４３
が隣りのブレードの後続側面２４′に強制係合する。こ
のダンパ部材の中心部分４３は、長さが互いに向かい合
う先導側面２３および後続側面２４の軸線方向オーバー
ラツプ長さにほぼ等しいのが好ましく、そうすればロー
タ・ディスクが運転速度で回転しているとき、中心部分
４３が隣りのブレードの向かい合う側面２４′に線接触
で係合し、これらの側面間の空間をほぼシールする。互
いに向かい合う側面２３．２４の部分を表わすこの軸線
方向長さは、隣接するプラットホーム部分１２．１２’
間の軸線方向空間をできるだけ多くシールするため、で
きるだけ大きくすべきである。
示す。相対的に移動可能なダンパ部材に働く遠心力が、
ダンパ部材を関連する凹所４０゜４１で規定される通路
に沿って外方に移動させ、強制的に右隣りのブレード１
０′の対向する表面（すなわち後続側面２４′）に係合
させる。このような遠心力はダンパ部材に半径方向の力
を加える。この半径方向の力は、スロット軸線ｙ−ｙに
平行な成分と垂直な成分とに分解することができる。垂
直成分はダンパ部材を外方へ移動させ、内向きの凹所外
壁４５に押し当てる。しかし、前述したように、ダンパ
部材の両端部はスロット壁に、面接触ではなく、実質的
に線接触で係合する。したがって、この垂直な力は大き
な面積にわたって作用するものではない。平行な力の成
分は、ダンパ部材を凹所に沿って外方へ移動させ、した
がって第５図に示すように、そのロッド状中心部分４３
が隣りのブレードの後続側面２４′に強制係合する。こ
のダンパ部材の中心部分４３は、長さが互いに向かい合
う先導側面２３および後続側面２４の軸線方向オーバー
ラツプ長さにほぼ等しいのが好ましく、そうすればロー
タ・ディスクが運転速度で回転しているとき、中心部分
４３が隣りのブレードの向かい合う側面２４′に線接触
で係合し、これらの側面間の空間をほぼシールする。互
いに向かい合う側面２３．２４の部分を表わすこの軸線
方向長さは、隣接するプラットホーム部分１２．１２’
間の軸線方向空間をできるだけ多くシールするため、で
きるだけ大きくすべきである。
もちろん、中心部分４３の直径は、隣接するブレドの対
向する側面２３．２４’間の間隔より大きくして、対向
する側面２３．２４’間の円周方向空間を完全に閉塞す
ることにより、有効なシールを実現する。
向する側面２３．２４’間の間隔より大きくして、対向
する側面２３．２４’間の円周方向空間を完全に閉塞す
ることにより、有効なシールを実現する。
従来のプラットホーム下側ダンパと比べたこの発明のダ
ンパ配置の利点の１つは、この改良ダンパが隣りのブレ
ードの対向する側面２４′に強制的に係合し、その係合
位置が、従来のプラットホーム下側ダンパの接触点より
もつと半径方向外方に離れた位置である点で、この遠い
位置は振動に対して一層敏感で、したがって振動がダン
パ部材４２により一層効果的に減衰される。この配置と
すれば、ダンパ部材の質量を過度に増加することなく、
効果的な減衰を達成することができる。この強制係合に
もとづくブレード−ブレード間摩擦こすれ作用により、
ブレードの少なくとも片方、おそらくは両方の振動が減
衰する。
ンパ配置の利点の１つは、この改良ダンパが隣りのブレ
ードの対向する側面２４′に強制的に係合し、その係合
位置が、従来のプラットホーム下側ダンパの接触点より
もつと半径方向外方に離れた位置である点で、この遠い
位置は振動に対して一層敏感で、したがって振動がダン
パ部材４２により一層効果的に減衰される。この配置と
すれば、ダンパ部材の質量を過度に増加することなく、
効果的な減衰を達成することができる。この強制係合に
もとづくブレード−ブレード間摩擦こすれ作用により、
ブレードの少なくとも片方、おそらくは両方の振動が減
衰する。
同時に、この発明のブレード構成では、ロータ・ディス
ク自身を何ら特別に切削する必要がなく、その代りに凹
所をブレードに直接形成する。ブレード表面３３は、ブ
レードのルート部分の内部冷却通路のため最小の肉厚と
するために、前部−後部寸法の中心で外向きに弓なりに
反っている。したがって、ダンパを後向きに組み立てる
ことができない。なぜなら、ダンパの自由端が外方に突
出して、隣りのブレードをロータ・ディスクに装着する
のを許さないからである。さらに、ダンパは関連するブ
レードとともに取外し可能である。形成材料は特に限定
されず、予想使用条件に応じて簡単に選ぶことができる
。もう１つの利点として、ダンパ部材は隣りのブレード
の肉厚部分（すなわちプラットホーム１２の後続側面２
４）に係合し、このため両者間のこすれ作用による隣り
のブレードへの摩擦作用が減少する。ワイヤでつくった
Ｕ字形ダンパ部材は製造費用が安く、着脱が簡単で、内
曲げ端部４４がスロット４０．４１内に保持された状態
では、隣りのブレードの対向する側面に関して角度配置
がずれることはない。
ク自身を何ら特別に切削する必要がなく、その代りに凹
所をブレードに直接形成する。ブレード表面３３は、ブ
レードのルート部分の内部冷却通路のため最小の肉厚と
するために、前部−後部寸法の中心で外向きに弓なりに
反っている。したがって、ダンパを後向きに組み立てる
ことができない。なぜなら、ダンパの自由端が外方に突
出して、隣りのブレードをロータ・ディスクに装着する
のを許さないからである。さらに、ダンパは関連するブ
レードとともに取外し可能である。形成材料は特に限定
されず、予想使用条件に応じて簡単に選ぶことができる
。もう１つの利点として、ダンパ部材は隣りのブレード
の肉厚部分（すなわちプラットホーム１２の後続側面２
４）に係合し、このため両者間のこすれ作用による隣り
のブレードへの摩擦作用が減少する。ワイヤでつくった
Ｕ字形ダンパ部材は製造費用が安く、着脱が簡単で、内
曲げ端部４４がスロット４０．４１内に保持された状態
では、隣りのブレードの対向する側面に関して角度配置
がずれることはない。
所望に応じて、凹所をブレードの後続側面からブレード
内に延在させることができ、そしてダンパ部材は、それ
がＵ字形または他の形であろうと、そのような凹所の壁
に沿って外方へ動き、隣りのブレードの対向する先導側
面に係合するように配置することができる。したがって
、凹所をブレードの先導側面または後続側面のいずれか
らブレード内に延在させるかは、はとんどブレードの物
理的構造と製造上の都合の問題に過ぎない。たとえば、
図示の実施例では、凹所４０．４１を先導側面２３に配
置して、エアーホイル部分１１のアンダーカットを回避
または軽減し、応力集中を少なくしている。
内に延在させることができ、そしてダンパ部材は、それ
がＵ字形または他の形であろうと、そのような凹所の壁
に沿って外方へ動き、隣りのブレードの対向する先導側
面に係合するように配置することができる。したがって
、凹所をブレードの先導側面または後続側面のいずれか
らブレード内に延在させるかは、はとんどブレードの物
理的構造と製造上の都合の問題に過ぎない。たとえば、
図示の実施例では、凹所４０．４１を先導側面２３に配
置して、エアーホイル部分１１のアンダーカットを回避
または軽減し、応力集中を少なくしている。
この発明の好適な実施態様と考えられる構成を説明した
が、以上の説明からこの発明の変更例が当業者には自明
であろう。したがって、そのような変更もこの発明の要
旨の範囲内に入るものである。
が、以上の説明からこの発明の変更例が当業者には自明
であろう。したがって、そのような変更もこの発明の要
旨の範囲内に入るものである。
第１図はこの発明の好適な実施態様による改良ロータ参
ブレードの好適な形態の斜視図で、ブレードのエアーホ
イル、プラットホームおよびルト部分を示すとともに、
Ｕ字形部材をプラッホーム部分にその先導側面から延在
する傾斜凹所に対する位置合わせ関係で分解図として示
し、第２図はプラットホーム部分の先導側面の拡大側面
図で、ダンパ部材を受は入れる傾斜凹所を示し、 第３図はＵ字形の平面図、 第４図は２つの隣接ブレードをロータ・ディスクに装着
した状態で示す断面図で、ロータが静止しているとき、
左側のブレードのダンパ部材が凹所内深くに位置するこ
とを示し、 第５図は第４図と同様の図で、ロータ・ディスクが十分
な角速度で回転しているとき、遠心力の作用でダンパ部
材が傾斜凹所に沿って外方へ動き、隣りのブレードの後
続側面に係合した状態を示す。 主な符号の説明 １０：ロータ・ブレード、 １１：エアーホイル部分、 １２ニブラツトホ一ム部分、 １３：ルート部分、 １４ ： １５ ： １６二 ２１ ： ２３ ： ４０゜ ４２ ： ４３ ： ローターディスク、 プラットホーム上面、 デイスクープレード・タービンアセンブリ、前面、
２２：後面、 先導側面、 ２４：後続側面、 ４１ニスロツト状凹所、 ダンパ部材（Ｕ字形部材）、 中心部分、 ４４：端部。
ブレードの好適な形態の斜視図で、ブレードのエアーホ
イル、プラットホームおよびルト部分を示すとともに、
Ｕ字形部材をプラッホーム部分にその先導側面から延在
する傾斜凹所に対する位置合わせ関係で分解図として示
し、第２図はプラットホーム部分の先導側面の拡大側面
図で、ダンパ部材を受は入れる傾斜凹所を示し、 第３図はＵ字形の平面図、 第４図は２つの隣接ブレードをロータ・ディスクに装着
した状態で示す断面図で、ロータが静止しているとき、
左側のブレードのダンパ部材が凹所内深くに位置するこ
とを示し、 第５図は第４図と同様の図で、ロータ・ディスクが十分
な角速度で回転しているとき、遠心力の作用でダンパ部
材が傾斜凹所に沿って外方へ動き、隣りのブレードの後
続側面に係合した状態を示す。 主な符号の説明 １０：ロータ・ブレード、 １１：エアーホイル部分、 １２ニブラツトホ一ム部分、 １３：ルート部分、 １４ ： １５ ： １６二 ２１ ： ２３ ： ４０゜ ４２ ： ４３ ： ローターディスク、 プラットホーム上面、 デイスクープレード・タービンアセンブリ、前面、
２２：後面、 先導側面、 ２４：後続側面、 ４１ニスロツト状凹所、 ダンパ部材（Ｕ字形部材）、 中心部分、 ４４：端部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、隣りのロータ・ブレードから円周方向に間隔をあけ
てロータ・ディスクに装着されるロータ・ブレードであ
って、 エアーホイル部分、プラットホーム部分およびルート部
分を含み、プラットホーム部分の第１表面が隣りのロー
タ・ブレードの対向する表面に間隔をあけて向かい合う
関係で配置され、更に傾斜凹所が上記プラットホーム部
分の内部にその第１表面からルート部分に向けて延在し
、ダンパ部材が上記凹所に対し摺動移動自在に装着され
、上記ダンパ部材は、上記ロータが十分な角速度で回転
させられるとき、上記部材に働く遠心力により上記部材
が凹所に沿って外方へ移動し隣りのブレードの対向表面
に係合し、上記ブレードの少なくとも１つの振動を減衰
する形状及び配置のロータ・ブレード。 ２、上記ダンパ部材がロッド状中心部分および内曲げ端
部を有する請求項１に記載のロータ・ブレード。 ３、上記ダンパ部材が１本のワイヤで形成された請求項
１に記載のロータ・ブレード。 ４、上記中心部分の直径が上記ブレードの第１表面と隣
りのブレードの対向表面との間隔より大きい請求項２に
記載のロータ・ブレード。 ５、上記中心部分の有効長さが上記ブレードの第１表面
と隣りのブレードの対向表面とのオーバーラップ長さに
ほぼ等しい請求項２に記載のロータ・ブレード。 ６、上記凹所の軸線が上記ブレードの長さ方向軸線に関
して約２６゜の鋭角の挟角傾斜している請求項１に記載
のロータ・ブレード。 ７、上記凹所が外壁を有し、上記ロータが上記十分な角
速度以上で回転させられるとき、上記部材が凹所外壁と
実質的に線接触で係合する請求項１に記載のロータ・ブ
レード。 ８、上記ロータ・ディスクが上記十分な角速度以上で回
転させられるとき、上記部材が隣りのブレードの対向表
面と実質的に線接触で係合する請求項１に記載のロータ
・ブレード。 ９、上記ロータ・ディスクが十分な角速度で回転させら
れるとき、上記部材が上記ブレードの第１表面と隣りの
ブレードの対向表面との間の空間を実質的にシールする
ようになっている請求項１に記載のロータ・ブレード。 １０、上記ブレードの第１表面が上記プラットホーム部
分の先導側面である請求項１に記載のロータ・ブレード
。 １１、上記ブレードの第１表面および隣りのブレードの
対向表面がそれぞれロータ・ディスクの中心軸線に関し
てほぼ半径方向の平面内に配置されている請求項１に記
載のロータ・ブレード。 １２、ロータ・ディスクに隣りのロータ・ブレードから
円周方向に間隔をあけて装着される構成のロータ・ブレ
ードにおいて、 上記ロータ・ブレードはエアーホイル部分、プラットホ
ーム部分およびルート部分を含み、プラッホーム部分の
第１表面が隣りのロータ・ブレードの対向する表面に間
隔をあけて向かい合う関係で配置され、 傾斜凹所が上記プラットホーム部分の内部にその第１表
面からルート部分に向けて延在し、上記傾斜凹所はダン
パ部材を凹所に対し摺動移動できるように収容する形状
で、上記ダンパ部材は、上記ロータが十分な角速度で回
転させられるとき、上記部材に働く遠心力により上記部
材が凹所に沿って外方へ移動され隣りのブレードの対向
表面に係合させられ、上記ブレードの少なくとも片方の
振動を減衰する形状及び配置としたことを特徴とするロ
ータ・ブレード。 １３、軸線のまわりを回転する構成のロータ・ディスク
と、 ロータ・ディスクにディスクと一緒に回転するよう互い
に円周方向に間隔をあけて装着された複数個のブレード
であって、各ブレードはエアーホイル部分、プラットホ
ーム部分およびルート部分を含み、少なくとも１つのブ
レードのプラットホーム部分の第１表面が隣りのブレー
ドの対向する表面に間隔をあけて向かい合う関係で配置
されたブレードと、 上記１つのブレードのプラットホーム部分の内部にその
第１表面からルート部分に向けて延在する傾斜凹所と、 上記傾斜凹所に移動可能に装着されたダンパ部材とを備
え、 上記ダンパ部材および凹所はそれらの相互作用として、
ロータ・アセンブリを十分な角速度で回転させるとき、
ダンパー部材が凹所により画定された通路に沿って外方
へ移動し隣りのブレードの対向表面に係合し、これによ
り上記ブレードの少なくとも片方の振動を減衰するよう
な形状および上記隣りのブレードの対向表面に関する配
置としたロータ・アセンブリ。 １４、上記ダンパ部材は、上記ロータ・ディスクを十分
な角速度で回転させるとき、上記ブレードの第１表面と
隣りのブレードの対向表面との間の空間をシールする作
動をなすように配置されている請求項１３に記載のロー
タ・アセンブリ。 １５、上記ダンパ部材がＵ字形で、上記凹所に入る２つ
の内曲げ端部を有する請求項１３に記載のロータ・アセ
ンブリ。 １６、上記ダンパ部材が２つの内曲げ端部の間にロッド
状中心部分を有し、ロータ・ディスクを十分な各速度で
回転させるとき、中心部分が隣りのブレードの対向表面
に係合するようになっている請求項１５に記載のロータ
・アセンブリ。 １７、上記Ｕ字形ダンパ部材が１本のワイヤで形成され
た請求項１５に記載のロータ・アセンブリ。 １８、上記ワイヤの直径が上記ブレードの第１表面と隣
りのブレードの対向表面との間隔より大きい請求項１７
に記載のロータ・アセンブリ。 １９、上記ロッド状部分の長さが上記ブレードの第１表
面と隣りのブレードの対向表面とのオーバーラップ長さ
にほぼ等しい請求項１６に記載のロータ・アセンブリ。 ２０、上記ブレードの第１表面がブレードのプラットホ
ーム部分の先導側面であり、隣りのブレードの対向表面
が同ブレードのプラットホーム部分の後続側面である請
求項１３に記載のロータ・アセンブリ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US287,232 | 1988-12-21 | ||
| US07/287,232 US4936749A (en) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | Blade-to-blade vibration damper |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02188602A true JPH02188602A (ja) | 1990-07-24 |
| JP2907880B2 JP2907880B2 (ja) | 1999-06-21 |
Family
ID=23102000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1213136A Expired - Fee Related JP2907880B2 (ja) | 1988-12-21 | 1989-08-21 | ロータ・ブレード |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4936749A (ja) |
| JP (1) | JP2907880B2 (ja) |
| CA (1) | CA1305428C (ja) |
| DE (1) | DE3926706C2 (ja) |
| FR (1) | FR2640683B1 (ja) |
| GB (1) | GB2226368B (ja) |
| IL (1) | IL90811A (ja) |
| IT (1) | IT1231382B (ja) |
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