JPH0861003A - 回転翼の制振装置 - Google Patents
回転翼の制振装置Info
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- JPH0861003A JPH0861003A JP21427394A JP21427394A JPH0861003A JP H0861003 A JPH0861003 A JP H0861003A JP 21427394 A JP21427394 A JP 21427394A JP 21427394 A JP21427394 A JP 21427394A JP H0861003 A JPH0861003 A JP H0861003A
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- 230000003068 static effect Effects 0.000 abstract description 6
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Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
し、その回転翼の振動と逆位相の起振力を静止側から非
接触的に回転翼に与えて、高速回転中の回転翼の振動を
効果的に制振する高性能の回転翼の制振装置。 【構成】 回転翼1に付設された振動センサー2の出力
をテレメーターを介して発信する回転側アンテナ13
と、上記回転側アンテナの発信信号を静止側の受信アン
テナ4にて受信し、これを増幅するブースターアンプ6
と、上記ブースターアンプの出力をディモジュレーショ
ン増幅したのち入力し、アクチュエーター駆動回路へ信
号を出力するアクチュエーター制御回路と、上記アクチ
ュエーター制御回路の出力を静止パワーコイル7から回
転パワーコイル8へ非接触的に伝送する回転トランス1
5と、上記回転トランスの出力をパワーコードを経て入
力し、回転翼を加振してその振動を制振するアクチュエ
ーター10とを具えたこと。
Description
ービン等の回転翼の制振装置に関する。
摩擦要素を利用したダンパーは、従来、知られている
が、振動を計測し、これを制御する回転体のダンパーは
まだ知られていない。また、ラッシングスタッブもしく
はシュラウド間に噛み合い効果を持つ係合片を挿着し、
翼の振動減衰を増大させて、翼の耐振動強度を向上する
ものは特開昭52−133402号にてすでに知られて
いる。
ンではエンジン本体を軽量化するために最も有効な手段
であるタービンやコンプレッサー動翼の軽量化が最重要
となる。動翼は回転エネルギを流体エネルギに、また、
流体エネルギを回転エネルギに変換するいわゆるエンジ
ンの機能を果たす重要な役割を担っているので、大きな
流体力が作用し、振動を生じやすい。翼に大きな振動が
生ずると、翼が高サイクル疲労破壊を生ずるから、この
ような大振動の発生は確実に回避しなければならない。
そのためには、下記の2点が極めて重要である。 (1)翼が共振したときに生ずる振動応力を低減するこ
と。 (2)翼がフラッターを発生しないように、絶えずプラ
スのダンピングを与えること。 しかしながら、回転翼のアクティブ制御は回転体に制御
信号を送信するための材料や手段に制約を受け、従来の
技術ではアクティブに振動を制御することはできなかっ
たのである。
たもので、回転翼の振動を静止側にて非接触的に検出
し、その回転翼の振動と逆位相の起振力を静止側から非
接触的に回転翼に与えて、回転翼の高速回転中にもかか
わらず回転翼の振動を効果的に制振する高性能の回転翼
の制振装置を提供することを目的とする。
明は、回転翼に付設された振動センサーの出力をテレメ
ーターを介して発信する回転側アンテナと、上記回転側
アンテナの発信信号を静止側の受信アンテナにて受信し
これを増幅するブースターアンプと、上記ブースターア
ンプの出力をディモジュレーション増幅したのち入力し
アクチュエーター駆動回路へ信号を出力するアクチュエ
ーター制御回路と、上記アクチュエーター制御回路の出
力を静止パワーコイルから回転パワーコイルへ非接触的
に伝送する回転トランスと、上記回転トランスの出力を
パワーコードを経て入力し、上記回転翼を付勢すること
によりその振動を制振するアクチュエーターとを具えた
ことを特徴とする。
て、その静止パワーコイルから複数チャンネルの互いに
異なる信号をその回転パワーコイルへ非接触的に伝送す
ることにより、複数の回転翼を同時に多点加振するよう
にしたことを特徴とする。
振動センサーで取り出し、回転軸の一部に取りつけたテ
レメーター装置(FMテレメーター)により回転側から
静止側へ電波により送信する。静止側では、この入力振
動信号をデータ処理し、この振動を打ち消すような加振
力を静止側から非接触的に回転側に送り、回転翼に取り
付けたアクチュエーターで回転翼の振動を押さえ込むよ
うに回転翼を加振する。その際、全周が円周方向のシュ
ラウドによって連結されたシュラウド翼においては、デ
ィスクを含む翼全体がある時間(位相)遅れをもって同
時に振動するので、問題となる振動数,振動モードに着
目すればiヶのアクチュエーターの加振信号にて、同一
の信号にてnヶのアクチュエーターを加振すると、全体
としてi×nヶのアクチュエーターを加振できるから、
数ヶの回転翼を多点で位相コントロールしながら加振す
ることにより大きな振動能力を与えることができる。
ンブレードに適用した一実施例を図面について説明する
と、図1はその全体システム図、図2は図1における信
号の流れを示すブロック図、図3は図1におけるアクチ
ュエーターの配設要領を示す部分縦断面図である。
に多数突設され円周方向のシュラウド12を介して隣り
の回転翼1と連結された複数の回転翼であり、その基端
部に図3(B)に示すように、振動センサー2が付設さ
れている。3は回転軸に付設されたテレメーター発振
器、4は静翼に付設されテレメーター発振器3からの出
力信号を受信する受信アンテナ、5は静翼に沿って布設
され受信アンテナ4の出力信号をケーシング14を貫通
して外部に導きブースターアンプ6を経てコントローラ
ー11に出力するリード線である。7は静翼に付設され
た静止パワーコイルであり、8は回転軸上であって静止
パワーコイル7に対向して付設された回転パワーコイ
ル、9は回転翼1の基端部に布設され回転翼1に付設さ
れたアクチュエーター10を付勢するためのパワーコー
ドである。
転翼1で発生した振動を振動センサー2により検出し、
テレメーター発信器3及び回転側アンテナ13により静
止側へ電波にて送信する。この信号を受信アンテナ4で
受信した後、静翼の中をリード線5(図1)にて導いて
エンジンケーシング内部から取り出した後、ブースター
アンプ6により同信号を増幅し、コントローラー11へ
導く。コントローラー11では信号をディモジュレーシ
ョン増幅回路にて処理した後、制御回路により振動を小
さくするための制御信号に変換した後、アクチュエータ
ー駆動回路によりこれを駆動信号に変えたのち静止側パ
ワーコイル7と回転パワーコイル8から成る回転トラン
スにより回転側へ送信する。この信号をパワーコード9
により導き、アクチュエーター10を駆動し、回転翼の
振動を制振する。ここでアクチュエーター10には小型
の圧電素子が用いられる。
が付設された回転翼1は回転時に翼に加わる遠心力によ
り翼に捩りを生じ、全周にわたるディスクタイプの振動
を生ずる。このため、互いに隣り合う翼は次式に示す φ=(Nd/N)×2π の位相差φで加振される。ここで、N:全周の翼枚数,
Nd:振動モードの節直径数,2π:360°(円周
角)を表す。したがて、iヶの回転トランス15(図
2)の組み合わせを持つiヶのパワーコイル7,8の対
を配置し、これらによって送信されるiヶの異なった位
相差をもつアクチュエーター信号を回転翼に送ることに
よりiヶ×nヶの翼を加振することによって、翼列全体
に大きな制振力を与えることができる。
の制御信号を与えると、図3に示すようなアクチュエー
ターの配置で加振できる。この場合、 コイルC1(♯1信号):翼B1,B26,B51,B
76をそれぞれ加振 コイルC2(♯2信号):翼B7,B32,B57,B
82をそれぞれ加振 コイルC3(♯3信号):翼B13,B38,B63,
B88をそれぞれ加振 コイルC4(♯4信号):翼B19,B44,B69,
B94をそれぞれ加振し、コイルC1〜C2,C2〜C
3,C3〜C4間のそれぞれの加振力の位相差は下記の
用に86.4°となる。 {(360/100)×4}×(7−1)=86.4° ここで、アクチュエーター10は、図3(B)に示すよ
うに、翼溝に埋め込み回転翼B1を加振する。なお、図
3(A)は回転中の複数のブレードの捩れ振動のため
に、ディスクの外周は軸方向に波を打つ形で振動する。
つまり、ある部分は前方へ、隣の部分は後方へと外周は
軸方向へ波を打つ形の振動を行う。それ故、これを図示
の便宜上、図3(A)では前方への変位は外向き半径方
向に後方への変位は内向き半径方向にそれぞれ鎖線にて
表している。
に、信号の流れに従って振動センサー2で翼の振動を検
出し、コントローラー11で振動を抑えるような力を発
生する信号をつくり出してアクチュエーター10にて翼
の振動を制振する。
奏せられる。 (1)振動を発生する条件があらかじめ決まっているの
で、この条件で振動を抑え込むことにより、翼の軽量化
が図られる。 (2)振動発生時に振動を抑え込むように制振力が働
き、翼の信頼性を向上できる。
に付設された振動センサーの出力をテレメーターを介し
て発信する回転側アンテナと、上記回転側アンテナの発
信信号を静止側の受信アンテナにて受信しこれを増幅す
るブースターアンプと、上記ブースターアンプの出力を
ディモジュレーション増幅したのち入力しアクチュエー
ター駆動回路へ信号を出力するアクチュエーター制御回
路と、上記アクチュエーター制御回路の出力を静止パワ
ーコイルから回転パワーコイルへ非接触的に伝送する回
転トランスと、上記回転トランスの出力をパワーコード
を経て入力し、上記回転翼を付勢することによりその振
動を制振するアクチュエーターとを具えたことにより、
回転翼の振動を静止側にて非接触的に検出し、その回転
翼の振動と逆位相の起振力を静止側から非接触的に回転
翼に与えて、回転翼の高速回転中にもかかわらず回転翼
の振動を効果的に制振する高性能の回転翼の制振装置を
得るから、本発明は産業上極めて有益なものである。
て、その静止パワーコイルから複数チャンネルの互いに
異なる信号をその回転パワーコイルへ非接触的に伝送す
ることにより、複数の回転翼を同時に多点加振するよう
にしたことにより、請求項1による効果のほか、大きな
起振力を回転翼に与えてその制振効果をさらに大きくす
ることができるから、本発明は産業上極めて有益なもの
である。
ードに適用した一実施例を示す全体システム図である。
る。
す部分縦断面図であり、同図(A)はディスクの外周の
軸方向への波打ち的変位を平面図的に示し、同図(B)
はブレードの基端部を示す部分縦断面図である。
8,B44,B51,B57,B63,B69,B7
6,B82,B88,B94 回転翼 C1,C2,C3,C4 コイル(回転パワーコイル) N 全周の翼枚数 Nd 振動モードの節直径数
ービン等の回転翼の制振装置に関する。
摩擦要素を利用したダンパーは、従来、知られている
が、振動を計測し、これを制御する回転体のダンパーは
まだ知られていない。また、ラッシングスタップもしく
はシュラウド間に噛み合い効果を持つ噛み合わせ片を挿
着し、翼の振動減衰を増大させて、翼の耐振動強度を向
上するものは特開昭52−133402号にてすでに知
られている。
ンではエンジン本体を軽量化するために最も有効な手段
であるタービンやコンプレッサー動翼の軽量化が最重要
となる。動翼は回転エネルギを流体エネルギに、また、
流体エネルギを回転エネルギに変換するいわゆるエンジ
ンの機能を果たす重要な役割を担っているので、大きな
流体力が作用し、振動を生じやすい。翼に大きな振動が
生ずると、翼が高サイクル疲労破壊を生ずるから、この
ような大振動の発生は確実に回避しなければならない。
そのためには、下記の2点が極めて重要である。 (1)翼が共振したときに生ずる振動応力を低減するこ
と。 (2)翼がフラッターを発生しないように、絶えずプラ
スのダンピングを与えること。 しかしながら、回転翼のアクティブ制御は回転体に制御
信号を送信するための材料や手段に制約を受け、従来の
技術ではアクティブに振動を制御することはできなかっ
たのである。
たもので、回転翼の振動を静止側にて非接触的に検出
し、その回転翼の振動と逆位相の起振力を静止側から非
接触的に回転翼に与えて、回転翼の高速回転中にもかか
わらず回転翼の振動を効果的に制振する高性能の回転翼
の制振装置を提供することを目的とする。
明は、回転翼に付設された振動センサーの出力をテレメ
ーターを介して発信する回転側アンテナと、上記回転側
アンテナの発信信号を静止側の受信アンテナにて受信し
これを増幅するブースターアンプと、上記ブースターア
ンプの出力をディモジュレーション増幅したのち入力し
アクチュエーター駆動回路へ信号を出力するアクチュエ
ーター制御回路と、上記アクチュエーター制御回路の出
力を静止パワーコイルから回転パワーコイルへ非接触的
に伝送する回転トランスと、上記回転トランスの出力を
パワーコードを経て入力し、上記回転翼を加振すること
によりその振動を制振するアクチュエーターとを具えた
ことを特徴とする。
て、その静止パワーコイルから複数チャンネルの互いに
異なる信号をその回転パワーコイルへ非接触的に伝送す
ることにより、複数の回転翼を同時に多点加振するよう
にしたことを特徴とする。
振動センサーで取り出し、回転軸の一部に取りつけたテ
レメーター装置(FMテレメーター)により回転側から
静止側へ電波により送信する。静止側では、この入力振
動信号をデータ処理し、この振動を打ち消すような加振
力を静止側から非接触的に回転側に送り、回転翼に取り
付けたアクチュエーターで回転翼の振動を押さえ込むよ
うに回転翼を加振する。その際、全周が円周方向のシュ
ラウドによって連結されたシュラウド翼においては、デ
ィスクを含む翼全体がある時間(位相)遅れをもって同
時に振動するので、問題となる振動数,振動モードに着
目すればiヶのアクチュエーターの加振信号にて、同一
の信号にてnヶのアクチュエーターを加振すると、全体
としてi×nヶのアクチュエーターを加振できるから、
数ヶの回転翼を多点で位相コントロールしながら加振す
ることにより大きな振動能力を与えることができる。
ンブレードに適用した一実施例を図面について説明する
と、図1はその全体システム図、図2は図1における信
号の流れを示すブロック図、図3は図1におけるアクチ
ュエーターの配設要領を示す部分縦断面図である。
に多数突設され円周方向のシュラウド12を介して隣り
の回転翼1と連結された複数の回転翼であり、その基端
部に図3(B)に示すように、振動センサー2が付設さ
れている。3は回転軸に付設されたテレメーター発振
器、4は静翼に付設されテレメーター発振器3からの出
力信号を受信する受信アンテナ、5は静翼に沿って布設
され受信アンテナ4の出力信号をケーシング14を貫通
して外部に導きブースターアンプ6を経てコントローラ
ー11に出力するリード線である。7は静翼に付設され
た静止パワーコイルであり、8は回転軸上であって静止
パワーコイル7に対向して付設された回転パワーコイ
ル、9は回転翼1の基端部に布設され回転翼1に付設さ
れたアクチュエーター10を加振するためのパワーコー
ドである。
転翼1で発生した振動を振動センサー2により検出し、
テレメーター発信器3及び回転側アンテナ13により静
止側へ電波にて送信する。この信号を受信アンテナ4で
受信した後、静翼の中をリード線5(図1)にて導いて
エンジンケーシング内部から取り出した後、ブースター
アンプ6により同信号を増幅し、コントローラー11へ
導く。コントローラー11では信号をディモジュレーシ
ョン増幅回路にて処理した後、制御回路により振動を小
さくするための制御信号に変換した後、アクチュエータ
ー駆動回路によりこれを駆動信号に変えたのち静止側パ
ワーコイル7と回転パワーコイル8から成る回転トラン
スにより回転側へ送信する。この信号をパワーコード9
により導き、アクチュエーター10を駆動し、回転翼の
振動を制振する。ここでアクチュエーター10には小型
の圧電素子が用いられる。
が付設された回転翼1は回転時に翼に加わる遠心力によ
り翼に捩りを生じ、全周にわたるディスクタイプの振動
を生ずる。このため、互いに隣り合う翼は次式に示す φ=(Nd/N)×2π の位相差φで加振される。ここで、N:全周の翼枚数,
Nd:振動モードの節直径数,2π:360°(円周
角)を表す。したがって、iヶの回転トランス15(図
2)の組み合わせを持つiヶのパワーコイル7,8の対
を配置し、これらによって送信されるiヶの異なった位
相差をもつアクチュエーター信号を回転翼に送ることに
よりiヶ×nヶの翼を加振することによって、翼列全体
に大きな制振力を与えることができる。
の制御信号を与えると、図3に示すようなアクチュエー
ターの配置で加振できる。この場合、 コイルC1(#1信号):翼B1,B26,B51,B
76をそれぞれ加振 コイルC2(#2信号):翼B7,B32,B57,B
82をそれぞれ加振 コイルC3(#3信号):翼B13,B38,B63,
B88をそれぞれ加振 コイルC4(#4信号):翼B19,B44,B69,
B94をそれぞれ加振し、コイルC1〜C2,C2〜C
3,C3〜C4間のそれぞれの加振力の位相差は下記の
ように86.4°となる。 {(360/100)×4}×(7−1)=86.4° ここで、アクチュエーター10は、図3(B)に示すよ
うに、翼溝に埋め込み回転翼B1を加振する。なお、図
3(A)は回転中の複数のブレードの捩れ振動のため
に、ディスクの外周は軸方向に波を打つ形で振動する。
つまり、ある部分は前方へ、隣の部分は後方へと外周は
軸方向へ波を打つ形の振動を行う。それ故、これを図示
の便宜上、図3(A)では前方への変位は外向き半径方
向に後方への変位は内向き半径方向にそれぞれ鎖線にて
表している。
に、信号の流れに従って振動センサー2で翼の振動を検
出し、コントローラー11で振動を抑えるような力を発
生する信号をつくり出してアクチュエーター10にて翼
の振動を制振する。
奏せられる。 (1)振動を発生する条件があらかじめ決まっているの
で、この条件で振動を抑え込むことにより、翼の軽量化
が図られる。 (2)振動発生時に振動を抑え込むように制振力が働
き、翼の信頼性を向上できる。
に付設された振動センサーの出力をテレメーターを介し
て発信する回転側アンテナと、上記回転側アンテナの発
信信号を静止側の受信アンテナにて受信しこれを増幅す
るブースターアンプと、上記ブースターアンプの出力を
ディモジュレーション増幅したのち入力しアクチュエー
ター駆動回路へ信号を出力するアクチュエーター制御回
路と、上記アクチュエーター制御回路の出力を静止パワ
ーコイルから回転パワーコイルへ非接触的に伝送する回
転トランスと、上記回転トランスの出力をパワーコード
を経て入力し、上記回転翼を加振することによりその振
動を制振するアクチュエーターとを具えたことにより、
回転翼の振動を静止側にて非接触的に検出し、その回転
翼の振動と逆位相の起振力を静止側から非接触的に回転
翼に与えて、回転翼の高速回転中にもかかわらず回転翼
の振動を効果的に制振する高性能の回転翼の制振装置を
得るから、本発明は産業上極めて有益なものである。
て、その静止パワーコイルから複数チャンネルの互いに
異なる信号をその回転パワーコイルへ非接触的に伝送す
ることにより、複数の回転翼を同時に多点加振するよう
にしたことにより、請求項1による効果のほか、大きな
起振力を回転翼に与えてその制振効果をさらに大きくす
ることができるから、本発明は産業上極めて有益なもの
である。
ードに適用した一実施例を示す全体システム図である。
る。
す部分縦断面図であり、同図(A)はディスクの外周の
軸方向への波打ち的変位を平面図的に示し、同図(B)
はブレードの基端部を示す部分縦断面図である。
8,B44,B51,B57,B63,B69,B7
6,B82,B88,B94 回転翼 C1,C2,C3,C4 コイル(回転パワーコイル) N 全周の翼枚数 Nd 振動モードの節直径数
Claims (2)
- 【請求項1】 回転翼に付設された振動センサーの出力
をテレメーターを介して発信する回転側アンテナと、上
記回転側アンテナの発信信号を静止側の受信アンテナに
て受信しこれを増幅するブースターアンプと、上記ブー
スターアンプの出力をディモジュレーション増幅したの
ち入力しアクチュエーター駆動回路へ信号を出力するア
クチュエーター制御回路と、上記アクチュエーター制御
回路の出力を静止パワーコイルから回転パワーコイルへ
非接触的に伝送する回転トランスと、上記回転トランス
の出力をパワーコードを経て入力し、上記回転翼を付勢
することによりその振動を制振するアクチュエーターと
を具えたことを特徴とする回転翼の制振装置。 - 【請求項2】 請求項1において、その静止パワーコイ
ルから複数チャンネルの互いに異なる信号をその回転パ
ワーコイルへ非接触的に伝送することにより、複数の回
転翼を同時に多点加振するようにしたことを特徴とする
回転翼の制振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6214273A JP3029969B2 (ja) | 1994-08-16 | 1994-08-16 | 回転翼の制振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6214273A JP3029969B2 (ja) | 1994-08-16 | 1994-08-16 | 回転翼の制振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0861003A true JPH0861003A (ja) | 1996-03-05 |
| JP3029969B2 JP3029969B2 (ja) | 2000-04-10 |
Family
ID=16653008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6214273A Expired - Lifetime JP3029969B2 (ja) | 1994-08-16 | 1994-08-16 | 回転翼の制振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3029969B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6938515B2 (en) | 1999-12-31 | 2005-09-06 | Koenig & Bauer Aktiengesellschaft | Method and system for compensating the vibrations of rotating components |
| WO2008026645A1 (en) | 2006-08-30 | 2008-03-06 | Koatsu Gas Kogyo Co., Ltd. | Resin composition for damping material and damping material |
| JP2009545195A (ja) * | 2006-07-21 | 2009-12-17 | エコール・ドゥ・テクノロジー・スュペリュール | 電圧制御発振器(vco) |
| JP2015151895A (ja) * | 2014-02-12 | 2015-08-24 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 翼振動制御装置、翼振動制御方法、及び回転機械 |
| JP2019052975A (ja) * | 2017-09-15 | 2019-04-04 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 非接触加振システム及び回転機械の振動抑制システム |
| CN113565583A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-10-29 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种双转子涡扇发动机整机高压涡轮转子动应力测试装置 |
-
1994
- 1994-08-16 JP JP6214273A patent/JP3029969B2/ja not_active Expired - Lifetime
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