JPH0475361B2 - - Google Patents
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- JPH0475361B2 JPH0475361B2 JP58018948A JP1894883A JPH0475361B2 JP H0475361 B2 JPH0475361 B2 JP H0475361B2 JP 58018948 A JP58018948 A JP 58018948A JP 1894883 A JP1894883 A JP 1894883A JP H0475361 B2 JPH0475361 B2 JP H0475361B2
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- JP
- Japan
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- blade
- blades
- vibration
- turbine
- natural frequency
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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-
- 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
- F01D5/14—Form or construction
- F01D5/16—Form or construction for counteracting blade vibration
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は蒸気タービン、コンプレツサ等の回転
機械の翼配列構造に係り、特に定格回転数近傍に
おけるタービン翼の振動特性を改善した蒸気ター
ビンの翼配列構造に関する。
機械の翼配列構造に係り、特に定格回転数近傍に
おけるタービン翼の振動特性を改善した蒸気ター
ビンの翼配列構造に関する。
一般に、蒸気タービンの回転体部分は、第１図
に示すようにタービンロータ１にロータホイール
２を一体あるいは一体的に成形し、このロータホ
イール２の全周にわたつて等ピツチでタービン羽
根３を植設することにより構成される。そして、
高温・高圧の蒸気をタービン羽根３に作用させる
ことにより、タービンロータ１を回転させ、この
ロータ１に直結された発電機（図示せず）を回転
させる。したがつて、タービン羽根３の破損や破
壊を生じさせることなく、タービンロータ１を安
定的に回転駆動させることは、蒸気タービンの信
頼性の向上に通じ、電力の安定供給に寄与するも
のである。このため、タービン羽根３の信頼性を
向上させることは、重要な課題である。
に示すようにタービンロータ１にロータホイール
２を一体あるいは一体的に成形し、このロータホ
イール２の全周にわたつて等ピツチでタービン羽
根３を植設することにより構成される。そして、
高温・高圧の蒸気をタービン羽根３に作用させる
ことにより、タービンロータ１を回転させ、この
ロータ１に直結された発電機（図示せず）を回転
させる。したがつて、タービン羽根３の破損や破
壊を生じさせることなく、タービンロータ１を安
定的に回転駆動させることは、蒸気タービンの信
頼性の向上に通じ、電力の安定供給に寄与するも
のである。このため、タービン羽根３の信頼性を
向上させることは、重要な課題である。
タービン羽根３の信頼性向上に関しては、ター
ビン羽根を、Ａ羽根単体として取扱う場合、Ｂ全
周に連なつた羽根群として取扱う場合、およびＣ
羽根がロータホイールに植込まれたものとした上
でそれらの連成振動として取扱う場合等が考えら
れるが、ロータホイール２が柔らかでタービン羽
根が短く、かつタービン羽根が全周一群構造のと
きは、Ｂ，Ｃのように考え、ロータホイールの連
成振動として全周を取扱うか、あるいは全周一群
の翼群から構成される円板として取扱うのが一般
的である。
ビン羽根を、Ａ羽根単体として取扱う場合、Ｂ全
周に連なつた羽根群として取扱う場合、およびＣ
羽根がロータホイールに植込まれたものとした上
でそれらの連成振動として取扱う場合等が考えら
れるが、ロータホイール２が柔らかでタービン羽
根が短く、かつタービン羽根が全周一群構造のと
きは、Ｂ，Ｃのように考え、ロータホイールの連
成振動として全周を取扱うか、あるいは全周一群
の翼群から構成される円板として取扱うのが一般
的である。
第２図には、上記条件における翼群の振動特性
の実験データの一つを示し、第３図乃至第６図は
全周一群からなる円板としての振動モードを示
す。第２図は一般にキヤンベル線図と呼ばれ、横
軸、縦軸は、タービンの回転数、タービンの羽根
系の固有振動数をそれぞれ示す。原点０から放射
状に延びる斜の直線は、固有振動数の点をプロツ
トした次数直線Ａを示すものであり、この次数直
線Ａのうち、符号１，２……７は、タービン回転
数の１倍，２倍……７倍をそれぞれ示している。
実験Ｂは実測された振動数のデータであつて、例
えばタービンロータの軸方向の振動特性ラインを
示す。しかして、実験Ｂはタービン羽根またはロ
ータホイールの固有振動数の回転数に対する変化
を示している。振動特性ラインＢが各次数曲線Ａ
と交差する箇所でタービン羽根またはロータホイ
ールは共振し、共振応力が発生する。この共振応
力の相対的な大きさは、第２図に応力円の径の大
きさで示されており、この図からもわかるよう
に、タービン羽根またはロータホイールは定格回
転数近傍で回転数の２倍の次数直線Ａと交差する
節で、大きな共振応力（応力円Ｃ）を受ける。タ
ービン羽根等が定格回転数域で大きな共振応力を
受け、この共振応力状態で運転が続けられると、
タービン羽根が疲労破壊を受けて破損したり、破
壊したり、タービン羽根の信頼性が著しく損なわ
れる等の問題がある。
の実験データの一つを示し、第３図乃至第６図は
全周一群からなる円板としての振動モードを示
す。第２図は一般にキヤンベル線図と呼ばれ、横
軸、縦軸は、タービンの回転数、タービンの羽根
系の固有振動数をそれぞれ示す。原点０から放射
状に延びる斜の直線は、固有振動数の点をプロツ
トした次数直線Ａを示すものであり、この次数直
線Ａのうち、符号１，２……７は、タービン回転
数の１倍，２倍……７倍をそれぞれ示している。
実験Ｂは実測された振動数のデータであつて、例
えばタービンロータの軸方向の振動特性ラインを
示す。しかして、実験Ｂはタービン羽根またはロ
ータホイールの固有振動数の回転数に対する変化
を示している。振動特性ラインＢが各次数曲線Ａ
と交差する箇所でタービン羽根またはロータホイ
ールは共振し、共振応力が発生する。この共振応
力の相対的な大きさは、第２図に応力円の径の大
きさで示されており、この図からもわかるよう
に、タービン羽根またはロータホイールは定格回
転数近傍で回転数の２倍の次数直線Ａと交差する
節で、大きな共振応力（応力円Ｃ）を受ける。タ
ービン羽根等が定格回転数域で大きな共振応力を
受け、この共振応力状態で運転が続けられると、
タービン羽根が疲労破壊を受けて破損したり、破
壊したり、タービン羽根の信頼性が著しく損なわ
れる等の問題がある。
第３図乃至第６図は、タービン羽根とロータホ
イールを全周円板としたときの軸方向振動モード
を示しており、それぞれ０節直径モード、１節直
径モード、２節直径モードおよび３節直径モード
と呼ばれ、＋、−の符号は振幅の位相を表わしてい
る。この振幅の位相はタービン羽根とロータホイ
ールの回転位置によつて変る。例えば、ある瞬間
では第４図の１節直径モードに示すように節半径
を境にして紙面の向う側に振れる部分を＋、手前
側に振れる部分を−とすると、半周期後にはこれ
が逆になる。節半径の数はタービン羽根およびロ
ータホイールの振動数に応じて変る。
イールを全周円板としたときの軸方向振動モード
を示しており、それぞれ０節直径モード、１節直
径モード、２節直径モードおよび３節直径モード
と呼ばれ、＋、−の符号は振幅の位相を表わしてい
る。この振幅の位相はタービン羽根とロータホイ
ールの回転位置によつて変る。例えば、ある瞬間
では第４図の１節直径モードに示すように節半径
を境にして紙面の向う側に振れる部分を＋、手前
側に振れる部分を−とすると、半周期後にはこれ
が逆になる。節半径の数はタービン羽根およびロ
ータホイールの振動数に応じて変る。
今、第２図に示すキヤンベル線図が実験および
計算によつて得られたとすると、タービンの定格
回転数近傍で回転数の倍数ラインＡと振動数ライ
ンＢとが交差しており、この交差点における節で
振動応力が大きい。このため、何らかの手段でタ
ービン羽根をチユーニング（選定）し、上記節が
定格回転数近傍を通らないように十分な離調をと
り、振動応力を下げる必要がある。この点に関
し、従来は設計段階においてタービン羽根の形状
修正したり、製作段階以後、タービン羽根を削る
等の手段を施してタービン羽根をチユーニング
し、離調を図つている。
計算によつて得られたとすると、タービンの定格
回転数近傍で回転数の倍数ラインＡと振動数ライ
ンＢとが交差しており、この交差点における節で
振動応力が大きい。このため、何らかの手段でタ
ービン羽根をチユーニング（選定）し、上記節が
定格回転数近傍を通らないように十分な離調をと
り、振動応力を下げる必要がある。この点に関
し、従来は設計段階においてタービン羽根の形状
修正したり、製作段階以後、タービン羽根を削る
等の手段を施してタービン羽根をチユーニング
し、離調を図つている。
しかしながら、タービン羽根の振動特性におい
て、ロータホイールとの連成振動が問題となる短
かい翼の場合、タービン羽根を若干修正しただけ
では十分な離調が困難であり、また、全周一群の
長翼の場合には、タービン羽根形状を若干修正す
るだけで離調が可能であるが、タービン羽根のチ
ユーニングを一本一本個別に行なわなければなら
ず、作業時間が長くかかり、品質管理上も固有振
動数のバラツキが問題となつていた。
て、ロータホイールとの連成振動が問題となる短
かい翼の場合、タービン羽根を若干修正しただけ
では十分な離調が困難であり、また、全周一群の
長翼の場合には、タービン羽根形状を若干修正す
るだけで離調が可能であるが、タービン羽根のチ
ユーニングを一本一本個別に行なわなければなら
ず、作業時間が長くかかり、品質管理上も固有振
動数のバラツキが問題となつていた。
本発明は上述した点を考慮し、定格回転数近傍
での振動応力を低下させてタービン羽根等の翼の
破損や破壊を未然にかつ有効的に防止し、翼の信
頼性を向上させた回転機械の翼配列構造を提供す
ることを目的とする。
での振動応力を低下させてタービン羽根等の翼の
破損や破壊を未然にかつ有効的に防止し、翼の信
頼性を向上させた回転機械の翼配列構造を提供す
ることを目的とする。
上述した目的を達成するため、本発明に係る回
転機械の翼配列構造は、蒸気タービン等の回転体
の全周に配列された翼群の中に、他の翼または翼
群の固有振動数に対し所定の範囲内で選定された
固有振動数を有する翼または翼群を備え、固有振
動数が選定された翼または翼群の配列角度θは、
節直径モード数をＮとしたとき、θ＝π／Ｎ（但
し、Ｎ＝２〜４）で表わされる関係が成立するよ
うに、周方向に間隔をおいて配設したものであ
る。
転機械の翼配列構造は、蒸気タービン等の回転体
の全周に配列された翼群の中に、他の翼または翼
群の固有振動数に対し所定の範囲内で選定された
固有振動数を有する翼または翼群を備え、固有振
動数が選定された翼または翼群の配列角度θは、
節直径モード数をＮとしたとき、θ＝π／Ｎ（但
し、Ｎ＝２〜４）で表わされる関係が成立するよ
うに、周方向に間隔をおいて配設したものであ
る。
本発明の好ましい実施例について添付図面を参
照して説明する。
照して説明する。
第７図は本発明に係る回転機械の翼配列構造を
蒸気タービンに適用した例を示し、ロータホイー
ル２の外周に等ピツチで多数のタービン羽根が植
設され、翼群１０が構成される。この翼群１０の
うち、翼または翼群１１は、他の翼または翼群１
２，１３，１４とは異なつたチタン等の金属材料
で構成される。他の翼または翼群１２，１３，１
４は12−クロム鋼などで一般に形成される。上記
翼または翼群１１はロータホイール２に配列角度
θ例えば60度の間隔をおいて等角度的に植設さ
れ、その固有振動数は他の翼または翼群１２，１
３，１４の固有振動数に対し、品質管理上例えば
上下10％程度の所定の範囲に選定される。翼また
は翼群１１は他の翼または翼群１２，１３，１４
と同じ形状を有し、振動特性が異なるものであ
る。
蒸気タービンに適用した例を示し、ロータホイー
ル２の外周に等ピツチで多数のタービン羽根が植
設され、翼群１０が構成される。この翼群１０の
うち、翼または翼群１１は、他の翼または翼群１
２，１３，１４とは異なつたチタン等の金属材料
で構成される。他の翼または翼群１２，１３，１
４は12−クロム鋼などで一般に形成される。上記
翼または翼群１１はロータホイール２に配列角度
θ例えば60度の間隔をおいて等角度的に植設さ
れ、その固有振動数は他の翼または翼群１２，１
３，１４の固有振動数に対し、品質管理上例えば
上下10％程度の所定の範囲に選定される。翼また
は翼群１１は他の翼または翼群１２，１３，１４
と同じ形状を有し、振動特性が異なるものであ
る。
ところで、定格回転数付近におけるある節直径
モードの振動を減衰させるために、この節直径モ
ードとは異なり、振動を相対的に増幅させる他の
節直径モード数をＮとすると、配列角度θは、 θ＝π／Ｎ ……(1) で表わされる。
モードの振動を減衰させるために、この節直径モ
ードとは異なり、振動を相対的に増幅させる他の
節直径モード数をＮとすると、配列角度θは、 θ＝π／Ｎ ……(1) で表わされる。
第７図に示される実施例は、第１式において、
Ｎ＝３としたときのものである。つまり、固有振
動数が選定された異種材料の翼または翼群１１を
ロータホイール２の全周上に６等分割、中心角度
60度の等ピツチに配設したものである。
Ｎ＝３としたときのものである。つまり、固有振
動数が選定された異種材料の翼または翼群１１を
ロータホイール２の全周上に６等分割、中心角度
60度の等ピツチに配設したものである。
次に、第７図に示された翼配列構造を、第２図
に示す特性の翼群に適応した場合を例にとり、作
用を説明する。
に示す特性の翼群に適応した場合を例にとり、作
用を説明する。
第２図のキヤンべル線図に示される振動特性
は、タービン羽根とロータホイールとの連成によ
る振動が、タービン回転数の２、４、５倍の加振
力に対して共振し、大きな振動応力が生じてお
り、逆に３、６、７倍の加振力に対しては振動応
力が小さいという連成振動の特性を示している。
すなわち、第２図に示された振動特性をもつ回転
機械の翼または翼群は、定格回転数近傍におい
て、回転数の２倍の加振力に対して共振現象を起
こしていることがわかり、その共振により定格回
転数近傍で長時間運転することにより疲労破壊を
招くという問題があり、定格回転数域での共振現
象を如何に小さく押えるかが問題になつている。
は、タービン羽根とロータホイールとの連成によ
る振動が、タービン回転数の２、４、５倍の加振
力に対して共振し、大きな振動応力が生じてお
り、逆に３、６、７倍の加振力に対しては振動応
力が小さいという連成振動の特性を示している。
すなわち、第２図に示された振動特性をもつ回転
機械の翼または翼群は、定格回転数近傍におい
て、回転数の２倍の加振力に対して共振現象を起
こしていることがわかり、その共振により定格回
転数近傍で長時間運転することにより疲労破壊を
招くという問題があり、定格回転数域での共振現
象を如何に小さく押えるかが問題になつている。
しかして、第２図に示す振動特性を有するター
ビン羽根の翼群は、通常運転状態における定格回
転数付近において、回転数の２倍との共振が問題
になるので、今タービン回転数の２倍と３倍の加
振力に対する振動に着目する。このときには、翼
または翼群は第５図および第６図に示す振動モー
ドで振動していることになり、第２図の応力円Ｃ
の大きさから２節直径モードの方が３節直径モー
ドより感度が高いことが推測される。
ビン羽根の翼群は、通常運転状態における定格回
転数付近において、回転数の２倍との共振が問題
になるので、今タービン回転数の２倍と３倍の加
振力に対する振動に着目する。このときには、翼
または翼群は第５図および第６図に示す振動モー
ドで振動していることになり、第２図の応力円Ｃ
の大きさから２節直径モードの方が３節直径モー
ドより感度が高いことが推測される。
ところで、第２図に示す翼または翼群で問題に
なつている２節直径モードは、翼または翼群およ
びロータホイールを介した伝達波が円周方向に２
周期で伝わる振動モードである。一方、第７図に
は異種材料からなる翼または翼群１１を全周の翼
群１０の中に６等分割、60度のピツチ間隔に配列
させているから、周方向に３周期をなす構造とな
つている。このことは、全周を３周期で伝わる伝
達波に起因するモード、つまり、第６図に示す３
節直径モードの感度が増長されることを示してお
り、定格回転数における３節直径モードの振動
が、本発明の適用前に比べ大きくなる。すなわ
ち、定格回転数域から遠ざかつた回転数の３倍に
対して共振し、大きな共振応力が生ずることがわ
かる。
なつている２節直径モードは、翼または翼群およ
びロータホイールを介した伝達波が円周方向に２
周期で伝わる振動モードである。一方、第７図に
は異種材料からなる翼または翼群１１を全周の翼
群１０の中に６等分割、60度のピツチ間隔に配列
させているから、周方向に３周期をなす構造とな
つている。このことは、全周を３周期で伝わる伝
達波に起因するモード、つまり、第６図に示す３
節直径モードの感度が増長されることを示してお
り、定格回転数における３節直径モードの振動
が、本発明の適用前に比べ大きくなる。すなわ
ち、定格回転数域から遠ざかつた回転数の３倍に
対して共振し、大きな共振応力が生ずることがわ
かる。
ところで、定格回転運転時に、本発明の適用前
と適用後において運転条件が変化しないとすると
外力が同じであり、振動によるエネルギーも一定
であるから、３節直径モードの振動が増大する
と、２節直径モードおよび他のモードの振動成分
は相対的に低下し、第８図に示すようになる。こ
の第８図は、定格回転数近傍における倍数ライン
Ａと振動数ラインＢとが交差する節での共振応力
が小さくなることを示している。逆に回転数の３
倍の倍数ラインＡと振動数ラインＢとが交差する
節での共振応力が大きくなる。
と適用後において運転条件が変化しないとすると
外力が同じであり、振動によるエネルギーも一定
であるから、３節直径モードの振動が増大する
と、２節直径モードおよび他のモードの振動成分
は相対的に低下し、第８図に示すようになる。こ
の第８図は、定格回転数近傍における倍数ライン
Ａと振動数ラインＢとが交差する節での共振応力
が小さくなることを示している。逆に回転数の３
倍の倍数ラインＡと振動数ラインＢとが交差する
節での共振応力が大きくなる。
また、ロータホイールを介して伝達される振動
の伝達波を第９図に示す。横軸に周方向（０〜
2π）、縦軸に振動の振幅をとると、全周にわたつ
て３周期の翼配列構造をとることによつて、３周
期の伝達波は増幅される。すなわち、破線１４で
示す伝達波は増幅されて実線１５で示される伝達
波となる。一方、破線１６で示される２周期の伝
達波は、翼配列構造の３周期と合致しないため減
衰され、実線１７で示される減衰した伝達波にな
る。
の伝達波を第９図に示す。横軸に周方向（０〜
2π）、縦軸に振動の振幅をとると、全周にわたつ
て３周期の翼配列構造をとることによつて、３周
期の伝達波は増幅される。すなわち、破線１４で
示す伝達波は増幅されて実線１５で示される伝達
波となる。一方、破線１６で示される２周期の伝
達波は、翼配列構造の３周期と合致しないため減
衰され、実線１７で示される減衰した伝達波にな
る。
このため、固有振動数が選定された異種材料の
翼または翼群１１を第７図に示すように配設する
ことにより、定格回転数近傍における振動応力の
高い節直径モードの振動レベルを低下させること
ができる。これにより、通常の運転域である定格
回転数域での回転機械の振動を緩和することがで
き、翼群の破損等を有効的に防止できる。
翼または翼群１１を第７図に示すように配設する
ことにより、定格回転数近傍における振動応力の
高い節直径モードの振動レベルを低下させること
ができる。これにより、通常の運転域である定格
回転数域での回転機械の振動を緩和することがで
き、翼群の破損等を有効的に防止できる。
本発明の一実施例においては、節直径モード数
Ｎが３の場合について説明したが、他の節直径モ
ード数の場合にも同様の効果が得られる。例え
ば、４節直径モードに関する振動に対してある翼
および翼群の感度が低く、他の節直径モードの振
動に対して感度が高く、しかもその振動が定格回
転数付近である場合には、第１式においてＮ＝
４、すなわちθ＝π／４の間隔で、固有振動数が選 定された異種材料の翼または翼群を配設すればよ
い。
Ｎが３の場合について説明したが、他の節直径モ
ード数の場合にも同様の効果が得られる。例え
ば、４節直径モードに関する振動に対してある翼
および翼群の感度が低く、他の節直径モードの振
動に対して感度が高く、しかもその振動が定格回
転数付近である場合には、第１式においてＮ＝
４、すなわちθ＝π／４の間隔で、固有振動数が選 定された異種材料の翼または翼群を配設すればよ
い。
第１０図は本発明の変形例を示すものである。
第７図に示した一実施例においては、異種材料か
らなる翼または翼群１１を等間隔に全周にわたつ
て配列した場合について説明したが、第１０図に
示すように異種材料からなる翼または翼群１１を
部分的数ケ所、例えば２ケ所に配設するだけでも
よい。これは、異種材料からなる翼または翼群１
１を配置する角度θ1により増長される伝達波の周
期が決定されるので、異種材料の翼または翼群１
１を部分的に配設するだけでも特定周期の伝達波
を増幅させ、他の周期の伝達波を相対的に減衰さ
せることができる。
第７図に示した一実施例においては、異種材料か
らなる翼または翼群１１を等間隔に全周にわたつ
て配列した場合について説明したが、第１０図に
示すように異種材料からなる翼または翼群１１を
部分的数ケ所、例えば２ケ所に配設するだけでも
よい。これは、異種材料からなる翼または翼群１
１を配置する角度θ1により増長される伝達波の周
期が決定されるので、異種材料の翼または翼群１
１を部分的に配設するだけでも特定周期の伝達波
を増幅させ、他の周期の伝達波を相対的に減衰さ
せることができる。
さらに、本発明の他の変形例は、異種材料の翼
または翼群を配設する代わりに、構造減衰の異な
る翼または翼群、例えばシユラウド等による綴り
形式の異なる翼または翼群を配設してもよい。
または翼群を配設する代わりに、構造減衰の異な
る翼または翼群、例えばシユラウド等による綴り
形式の異なる翼または翼群を配設してもよい。
以上に述べたように本発明に係る回転機械の翼
配列構造においては、全周に配列された翼群の中
に、他の翼または翼群の固有振動数に対し、所定
の範囲内で選定された固有振動数を有する翼また
は翼群を備え、固有振動数が選定された翼または
翼群の配列角度θは、節直径モード数をＮとした
とき、θ＝π／Ｎ（但し、Ｎ＝２〜４）で表わさ
れる関係が成立するように、周方向に間隔をおい
て配設したので、翼群の節直径モードの制御が可
能となり、しかも全周に配列された翼群の各翼を
個別に選定（チユーニング）する必要がなく、異
種材料からなる翼または翼群を周方向に適宜間隔
をおいて配設するだけでよいから、チユーニング
時間の短縮と品質管理の簡素化を図ることができ
る。
配列構造においては、全周に配列された翼群の中
に、他の翼または翼群の固有振動数に対し、所定
の範囲内で選定された固有振動数を有する翼また
は翼群を備え、固有振動数が選定された翼または
翼群の配列角度θは、節直径モード数をＮとした
とき、θ＝π／Ｎ（但し、Ｎ＝２〜４）で表わさ
れる関係が成立するように、周方向に間隔をおい
て配設したので、翼群の節直径モードの制御が可
能となり、しかも全周に配列された翼群の各翼を
個別に選定（チユーニング）する必要がなく、異
種材料からなる翼または翼群を周方向に適宜間隔
をおいて配設するだけでよいから、チユーニング
時間の短縮と品質管理の簡素化を図ることができ
る。
また、通常運転域である定格回転数近傍の節直
径モードおよび振動レベルの制御が可能となり、
定格回転数域でのタービン羽根等の翼群に作用す
る振動応力の分布をシフトさせ、特定の節直径モ
ードの大きなピークの振動応力を下げて振動応力
の分布を平坦化させ、タービン羽根の破損や疲労
破壊を未然にかつ有効的に防止することができる
等の効果を奏する。
径モードおよび振動レベルの制御が可能となり、
定格回転数域でのタービン羽根等の翼群に作用す
る振動応力の分布をシフトさせ、特定の節直径モ
ードの大きなピークの振動応力を下げて振動応力
の分布を平坦化させ、タービン羽根の破損や疲労
破壊を未然にかつ有効的に防止することができる
等の効果を奏する。
第１図は、蒸気タービンに組み込まれるタービ
ン回転部分の概略図、第２図は、タービン翼の振
動特性を示すキヤンベル線図、第３図乃至第６図
は全周一群の翼群を円板として取扱つた場合の節
直径モードをそれぞれ示す図、第７図は、本発明
に係る回転機械の翼配列構造の一実施例を示す
図、第８図は本発明を適用した場合における翼群
の振動特性を示すキヤンベル線図、第９図は、本
発明の翼配列構造の作用を説明したグラフ、第１
０図は本発明の回転機械の翼配列構造の変形例を
示す図である。 １……タービンロータ、２……ロータホイー
ル、３……タービン羽根、１０……翼群、１１…
…異種材料からなる翼または翼群、１２，１３，
１４……他の翼または翼群、Ａ……次数直線、Ｂ
……振動数ライン。
ン回転部分の概略図、第２図は、タービン翼の振
動特性を示すキヤンベル線図、第３図乃至第６図
は全周一群の翼群を円板として取扱つた場合の節
直径モードをそれぞれ示す図、第７図は、本発明
に係る回転機械の翼配列構造の一実施例を示す
図、第８図は本発明を適用した場合における翼群
の振動特性を示すキヤンベル線図、第９図は、本
発明の翼配列構造の作用を説明したグラフ、第１
０図は本発明の回転機械の翼配列構造の変形例を
示す図である。 １……タービンロータ、２……ロータホイー
ル、３……タービン羽根、１０……翼群、１１…
…異種材料からなる翼または翼群、１２，１３，
１４……他の翼または翼群、Ａ……次数直線、Ｂ
……振動数ライン。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 蒸気タービン等の回転体の全周に配列された
翼群の中に、他の翼または翼群の固有振動数に対
し所定の範囲内で選定された固有振動数を有する
翼または翼群を備え、固有振動数が選定された翼
または翼群の配列角度θは、節直径モード数をＮ
としたとき、θ＝π／Ｎ（但し、Ｎ＝２〜４）で
表わされる関係が成立するように、周方向に間隔
をおいて配設したことを特徴とする回転機械の翼
配列構造。 ２ 固有振動数が選定された翼または翼群は、他
の翼または翼群と異なるチタン等の異種材料で構
成された特許請求の範囲第１項に記載の回転機械
の翼配列構造。 ３ 固有振動数が選定された翼または翼群は、回
転体の全周にわたつて等角度的に配設された特許
請求の範囲第１項または第２項に記載の回転機械
の翼配列構造。 ４ 固有振動数が選定された翼または翼群は、回
転体の周りに不等角度的に配設された特許請求の
範囲第１項または第２項に記載の回転機械の翼配
列構造。 ５ 固有振動数が選定された翼または翼群の構造
減衰は、他の翼または翼群の構造減衰と異なる特
許請求の範囲第１項に記載の回転機械の翼配列構
造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1894883A JPS59150903A (ja) | 1983-02-09 | 1983-02-09 | 回転機械の翼配列構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1894883A JPS59150903A (ja) | 1983-02-09 | 1983-02-09 | 回転機械の翼配列構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59150903A JPS59150903A (ja) | 1984-08-29 |
| JPH0475361B2 true JPH0475361B2 (ja) | 1992-11-30 |
Family
ID=11985865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1894883A Granted JPS59150903A (ja) | 1983-02-09 | 1983-02-09 | 回転機械の翼配列構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59150903A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180014037A (ko) * | 2016-03-14 | 2018-02-07 | 제이엑스금속주식회사 | 산화물 소결체 |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4878810A (en) * | 1988-05-20 | 1989-11-07 | Westinghouse Electric Corp. | Turbine blades having alternating resonant frequencies |
| JPH04191401A (ja) * | 1990-11-26 | 1992-07-09 | Fuji Electric Co Ltd | 軸流ターボ機械の翼列構造 |
| US5299914A (en) * | 1991-09-11 | 1994-04-05 | General Electric Company | Staggered fan blade assembly for a turbofan engine |
| DE4324960A1 (de) * | 1993-07-24 | 1995-01-26 | Mtu Muenchen Gmbh | Laufrad einer Turbomaschine, insbesondere einer Turbine eines Gasturbinentriebwerks |
| DE10313489A1 (de) * | 2003-03-26 | 2004-10-14 | Alstom Technology Ltd | Axial durchströmte thermische Turbomaschine |
| EP1574666A1 (de) * | 2004-03-08 | 2005-09-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Turbinenschaufelreihe |
| FR2930593B1 (fr) * | 2008-04-23 | 2013-05-31 | Snecma | Piece thermomecanique de revolution autour d'un axe longitudinal, comprenant au moins une couronne abradable destinee a un labyrinthe d'etancheite |
| US8100641B2 (en) * | 2008-09-09 | 2012-01-24 | General Electric Company | Steam turbine having stage with buckets of different materials |
| US20120226374A1 (en) * | 2009-11-13 | 2012-09-06 | Chiaki Yasuda | Machine tool control method and machine tool control device |
| US20120288373A1 (en) * | 2011-05-13 | 2012-11-15 | Hamilton Sundstrand Corporation | Rotor with asymmetric blade spacing |
| WO2013110367A1 (de) * | 2012-01-25 | 2013-08-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotor für eine strömungsmaschine |
| EP2706196A1 (en) | 2012-09-07 | 2014-03-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Turbine vane arrangement |
| EP2762678A1 (de) * | 2013-02-05 | 2014-08-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Verstimmen eines Laufschaufelgitters |
| US9938854B2 (en) * | 2014-05-22 | 2018-04-10 | United Technologies Corporation | Gas turbine engine airfoil curvature |
| DE102021200930A1 (de) * | 2020-02-25 | 2021-08-26 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Rotationsmaschine |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5021603A (ja) * | 1973-06-25 | 1975-03-07 |
-
1983
- 1983-02-09 JP JP1894883A patent/JPS59150903A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180014037A (ko) * | 2016-03-14 | 2018-02-07 | 제이엑스금속주식회사 | 산화물 소결체 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59150903A (ja) | 1984-08-29 |
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