JPH11236803A - Rotor step for gas turbine engine - Google Patents

Rotor step for gas turbine engine

Info

Publication number
JPH11236803A
JPH11236803A JP35696698A JP35696698A JPH11236803A JP H11236803 A JPH11236803 A JP H11236803A JP 35696698 A JP35696698 A JP 35696698A JP 35696698 A JP35696698 A JP 35696698A JP H11236803 A JPH11236803 A JP H11236803A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
blade
blades
gas turbine
turbine engine
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.)
Pending
Application number
JP35696698A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yehia M El-Aini
エヒア・エム・エル−アイニ
Bradford A Cowles
ブラッドフォード・エー・カウルス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Raytheon Technologies Corp
Original Assignee
United Technologies Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by United Technologies Corp filed Critical United Technologies Corp
Publication of JPH11236803A publication Critical patent/JPH11236803A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/26Antivibration means not restricted to blade form or construction or to blade-to-blade connections or to the use of particular materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/10Anti- vibration means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/14Form or construction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/661Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/666Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps by means of rotor construction or layout, e.g. unequal distribution of blades or vanes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vibration damping device which can be used in a rotor integrally equipped with rotor blades, is effective for periodical push-in actions and aperiodical perturbation, and also is effective for vibration of rotor blade having middle or a low aspect ratio. SOLUTION: Rotor steps 32 for a gas turbine engine include a rotor disc and a plurality of rotor blades 36. The rotor blades 36 are extended from the surface 40 in radial direction on the outside of the rotor disc and are positioned apart at a specified distance 42 from one another. The distance 42 is changed selectively so that the aerodynamic damping of each rotor blade is increased. This selectively changeable inter-blade distance is at least 80% of uniform inter-blade distance.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の技術分野】本発明は、一般にはガスタービンエ
ンジンのロータアセンブリに関し、より詳細には、ロー
タ段の振動を制御する装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates generally to gas turbine engine rotor assemblies and, more particularly, to an apparatus for controlling rotor stage vibration.

【0002】[0002]

【発明の背景】ガスタービンエンジンの多くの従来のロ
ータ段は、軸線のまわりを回転するようにディスクに機
械的に取付けられた複数の動翼を包含する。動翼は、典
型的に、“クリスマスツリー形”又は“ばち形”の翼根
を有し、この翼根がディスクの外側半径方向表面に設け
られている組合せスロットにはめ込まれる。機械的に取
付けられる動翼の欠点は、かなりの応力が取付けスロッ
トに隣接して、荷重下のディスク内に発達することであ
る。ディスクの外径、及びそれ故隣接するスロット間の
距離の増大は応力を最小にするのに役立つものである。
しかしながら、ディスク径を増大することは、また、ロ
ータ段の総寸法及び重量をも増大せしめるものである。
そのため、最近は、比較的軽量の“一体動翼付きロー
タ”が非常に広く用いられている。この一体動翼付きロ
ータの動翼は、ディスクに機械的に取付けられるのでは
なくて、ディスクに一体的に形成される(すなわち、ロ
ータはディスクに金属結合により取付けられた動翼を包
含する)。このような一体動翼は、従来の機械的取付け
構成と比較して動翼の荷重を担持するうえで非常に有効
なものである。その結果、ロータディスクの寸法及び重
量は有益に最小にされる。
BACKGROUND OF THE INVENTION Many conventional rotor stages of a gas turbine engine include a plurality of buckets mechanically mounted on a disk for rotation about an axis. The blades typically have "Christmas tree" or "bee" shaped roots that fit into mating slots provided on the outer radial surface of the disk. A disadvantage of mechanically mounted blades is that significant stress develops in the loaded disk adjacent to the mounting slot. Increasing the outer diameter of the disk, and thus the distance between adjacent slots, helps to minimize stress.
However, increasing the disk diameter also increases the overall size and weight of the rotor stage.
For this reason, relatively lightweight “rotors with integral blades” have recently been widely used. The blades of the rotor with integral blades are integrally formed on the disk rather than being mechanically mounted on the disk (ie, the rotor includes the blades attached to the disk by metal bonding). . Such an integral moving blade is very effective in carrying the load of the moving blade as compared with a conventional mechanical mounting configuration. As a result, the size and weight of the rotor disk are advantageously minimized.

【0003】従来のロータ段は、しばしば、振動応答を
除去するように回転させられ、発生する振動応答を最小
にするように減衰させられる。回転は、一般には、ロー
タ段の作動環境に存在する周期的な押込作用(フォーシ
ングファンクション)の周波数を除去するためにロータ
段の固有周波数を変化させるように向けられた処置を言
う。また、減衰は、一般には、周期的又は非周期的(ラ
ンダムとも言うことができる)な押込作用により生じる
振動応答を最小にするようにする処置を言う。周期的な
押込作用は、不連続な周波数で作用し、押込作用の周波
数が動翼の固有周波数との一致に達すると動翼に振動応
答を生じさせる。他方、非周期的な押込作用は、特定の
周波数では作用しないが、しかし、動翼が非周期的な方
法で応答する(歪曲する)のを生じさせる。十分な減衰
がない場合には、2つの周期的及び非周期的な励起力
が、運転速度範囲に存在するすべてのモードの振動に対
して高い動翼振動応答を生じさせる。
[0003] Conventional rotor stages are often rotated to eliminate the vibration response and damped to minimize the vibration response that occurs. Rotation generally refers to a procedure directed to changing the natural frequency of a rotor stage to remove the frequency of a periodic forcing function present in the operating environment of the rotor stage. Also, damping generally refers to a measure that minimizes the vibration response caused by a periodic or aperiodic (also referred to as random) pushing action. The periodic indentation acts at a discontinuous frequency, causing a vibration response in the blade when the frequency of the indentation reaches a match with the natural frequency of the blade. On the other hand, aperiodic indentation does not work at certain frequencies, but causes the blade to respond (distort) in an aperiodic manner. In the absence of sufficient damping, the two periodic and aperiodic excitation forces produce a high blade vibration response to all modes of vibration present in the operating speed range.

【0004】機械的、空気力学的、及び物質的な減衰
は、ロータ段において使用する潜在的な減衰の3つの主
たる型式を表す。物質的な減衰は、従来のロータ段及び
同様に一体動翼付きロータに生じるけれども、3つの型
式の中では最小の効力であり、一般的にはそれ自体によ
って動翼のために十分な減衰を提供するものではない。
他方、機械的な減衰は3つの型式の中で最大の効力であ
り、幾つかの異なる方法により成し遂げることができ
る。そのひとつの方法においては、振動運動は、動翼の
根元とディスクのスロットとの間の摩擦により減衰、す
なわち“翼根”減衰される。他の方法においては、摩擦
装置が動翼に外部又は内部取付けされて振動運動を減衰
する。更に他の方法においては、隣接する動翼を一組に
するシュラウドが翼先端に沿ってエネルギを消散するよ
うに用いられている。しかしながら、これらの方法の機
械的減衰は、多くの一体動翼付きロータにはその動翼の
一体性のために役に立たないものである。すなわち、一
体動翼付きロータの動翼とディスクとの間の独立する減
衰装置及び一体動翼ロータの隣接する動翼間の装置は、
どちらも役に立たないものである。
[0004] Mechanical, aerodynamic, and material damping represent three main types of potential damping used in rotor stages. Although material damping occurs in conventional rotor stages and also in rotors with integral blades, it is the least effective of the three types and generally provides sufficient damping for the blades by itself. It does not provide.
On the other hand, mechanical damping is the most powerful of the three types and can be achieved in several different ways. In one such method, the oscillating motion is damped, or "blade root," by friction between the blade root and the disk slot. In another approach, a friction device is mounted externally or internally to the blade to dampen oscillatory motion. In yet another approach, a shroud pairing adjacent blades is used to dissipate energy along the tip of the blade. However, the mechanical damping of these methods is useless for many rotor bladed rotors due to their rotor integrity. That is, the independent damping device between the rotor blade and the disk of the rotor with the integral rotor blade and the device between adjacent rotor blades of the integral rotor blade rotor are:
Both are useless.

【0005】空気力学的減衰は、一般に、ロータ段とこ
のロータ段を通過する空気との間の仕事の交換を言う。
もし動翼へ空気により与えられる正味仕事が例えば空気
へ動翼より与えられる正味仕事を越える場合には、空気
がエネルギを動翼に加える。これは不安定な状態をもた
らし、動翼の振動が始まって、振幅を増大せしめ、最後
には疲労を生じさせる。他方、もし空気へ動翼により与
えられる正味仕事が例えば動翼へ空気により与えられる
正味仕事を越える場合には、動翼はエネルギを空気流れ
中に消散せしめる。この動翼から去るエネルギの伝達
は、空気力学的減衰の好ましい状態をもたらす。
[0005] Aerodynamic damping generally refers to the exchange of work between a rotor stage and air passing through the rotor stage.
If the net work provided by the air to the blades exceeds the net work provided by the blades to the air, for example, the air adds energy to the blades. This results in an unstable condition, in which the blades begin to oscillate, increasing in amplitude and eventually causing fatigue. On the other hand, if the net work provided by the blades to the air exceeds the net work provided by the air to the blades, for example, the blades will dissipate energy into the airflow. This transfer of energy away from the bucket results in a favorable state of aerodynamic damping.

【0006】以上述べたことから、ロータ段の振動応答
を減衰する装置及び/又は方法であって、一体動翼付き
ロータに用いることができ、また周期的な押込作用及び
非周期(ランダム)的な摂動を減衰し、更に中位及び低
位のアスペクト比の動翼の振動を有効に減衰する装置及
び/又は方法が必要とされている。
From the foregoing, it can be seen that there is provided an apparatus and / or method for attenuating the vibration response of a rotor stage, which can be used for rotors with integral rotor blades, and which has a periodic pushing action and an aperiodic (random) effect. There is a need for an apparatus and / or method that attenuates critical perturbations and also effectively attenuates vibration of blades of medium and low aspect ratios.

【0007】[0007]

【発明の開示】したがって、本発明の目的は、振動を減
衰する装置を包含するガスタービンエンジン用ロータ段
を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a rotor stage for a gas turbine engine that includes a vibration damping device.

【0008】本発明の他の目的は、一体動翼付きロータ
に用いることができる振動減衰装置を提供することにあ
る。
Another object of the present invention is to provide a vibration damping device that can be used for a rotor with an integral moving blade.

【0009】本発明の更に他の目的は、振動に対して有
効な振動減衰装置を提供することにある。
It is still another object of the present invention to provide a vibration damping device effective against vibration.

【0010】本発明の更に他の目的は、周期的な押込作
用及び非周期的な摂動により生じる振動に対して有効な
振動減衰装置を提供することにある。
It is still another object of the present invention to provide a vibration damping device which is effective against vibration caused by a periodic pushing action and an aperiodic perturbation.

【0011】本発明の更に他の目的は、中位及び低位の
アスペクト比の動翼の振動を有効に減衰する振動減衰装
置を提供することにある。
It is still another object of the present invention to provide a vibration damping device for effectively damping vibrations of blades having medium and low aspect ratios.

【0012】以上述べた目的を達成するために、本発明
によれば、次に述べるようなガスタービンエンジン用ロ
ータ段が提供される。すなわち、ガスタービンエンジン
用ロータ段は、ロータディスクと、複数の動翼とを包含
する。動翼は、ロータディスクの外側半径方向表面から
半径方向外側に延びると共に、所定距離だけ互いに離さ
れている。この距離は、動翼の空気力学的減衰を増大せ
しめるように選択的に変えられる。
According to the present invention, there is provided a rotor stage for a gas turbine engine as described below. That is, the rotor stage for a gas turbine engine includes a rotor disk and a plurality of rotor blades. The blades extend radially outward from an outer radial surface of the rotor disk and are separated from each other by a predetermined distance. This distance can be selectively varied to increase blade aerodynamic damping.

【0013】空気力学的減衰の観点から、動翼に伝達さ
れるエネルギは、下記の数式1を用いることにより、振
動サイクル中に動翼に沿って通過する空気へ動翼により
与えられる不安定な仕事であると言うことができる。
[0013] In terms of aerodynamic damping, the energy transmitted to the blade can be determined by using the following equation (1) to provide the unstable energy imparted by the blade to the air passing along the blade during the vibration cycle. It can be said that it is work.

【数1】 ここにおいて、 は、振動運動を受ける動翼の結果として、時間の関数と
して任意の地点で動翼の吸込側表面及び圧力側表面に作
用する不安定な空気圧力の差を表す。また、 は、時間の関数として、任意の方向への動翼の歪曲を表
す。仕事式は時限“T”にわたって積分され、ここにお
いて“T”は1動翼振動の持続時間に等しい。サイクル
当たりの正仕事(仕事式の正値により示される)は、通
過空気により動翼に与えれる仕事、すなわち、不安定な
状態を示す。サイクル当たりの負仕事(仕事式の負値に
より示される)は、動翼により通過空気に与えられる仕
事、すなわち、空気力学的減衰の好ましい状態を示す。
仕事式の零は、自然状態、すなわち、動翼が仕事を与え
られてもいないし、仕事を与えてもいないことを示す。
(Equation 1) put it here, Represents the unstable air pressure difference acting on the suction and pressure side surfaces of the blade at any point as a function of time, as a result of the blade undergoing an oscillating motion. Also, Represents the distortion of the bucket in any direction as a function of time. The work equation is integrated over the time period "T", where "T" is equal to the duration of one blade oscillation. The positive work per cycle (indicated by the positive value of the work formula) indicates the work given to the rotor blades by the passing air, that is, an unstable state. Negative work per cycle (indicated by the negative value of the work equation) indicates the work imparted to the passing air by the bucket, ie the favorable state of aerodynamic damping.
A work-type zero indicates the natural state, that is, the bucket is not given or given work.

【0014】空気力学的減衰の目的は所定モードの振動
を減衰することにあるので、上記の数式1の歪曲項 は不変と考えることができる。したがって、空気学的減
衰は、不安定な圧力可変 を操作することにより成し遂げることができ、これによ
り仕事が動翼へ与えられる仕事に対立して動翼により与
えられることが保証される。動翼に作用する不安定な圧
力の差は、1)動翼を通過する空気、2)隣接する動翼
間の空気の量、及び3)隣接する動翼の相対的運動の関
数である。本発明において、隣接する動翼間の空気の量
は、動翼間の距離を選択的に変えることにより操作され
る。
Since the purpose of the aerodynamic damping is to damp the vibration of a predetermined mode, the distortion term of the above equation (1) is obtained. Can be considered immutable. Therefore, aerodynamic damping is not Can be achieved by assuring that work is provided by the bucket in opposition to the work provided to the bucket. The unstable pressure differential acting on the buckets is a function of 1) the air passing through the buckets, 2) the amount of air between neighboring buckets, and 3) the relative motion of the neighboring buckets. In the present invention, the amount of air between adjacent blades is manipulated by selectively varying the distance between the blades.

【0015】以上述べた本発明の利点は、空気力学的減
衰装置が提供されることである。すなわち、ある適用に
おいては、空気力学的減衰は機械的及び/又は物質的減
衰を増大するために用いることができる。機械的及び/
又は物質的減衰が制限されている他の適用(例えば、一
体動翼付きロータ)においては、空気力学的減衰は主た
る減衰装置として用いることができる。
[0015] An advantage of the present invention described above is that an aerodynamic damping device is provided. That is, in some applications, aerodynamic damping can be used to increase mechanical and / or material damping. Mechanical and / or
Or in other applications where material damping is limited (eg, rotors with integral blades), aerodynamic damping can be used as the primary damping device.

【0016】本発明の他の利点は、周期的な押込作用及
び非周期的な摂動に対して有効なロータ段減衰装置が提
供されることである。すなわち、本発明による選択的な
動翼の間隔は、動翼が周期的な押込作用又は非周期的な
摂動にさらされるがどうかにかかわらず、動翼を通過す
る空気に動翼が仕事を与えることを可能にする。
Another advantage of the present invention is that it provides a rotor stage damping device that is effective against periodic pushing and aperiodic perturbations. That is, the selective blade spacing in accordance with the present invention allows the blades to provide work to the air passing through the blades, regardless of whether the blades are subjected to periodic pushing or aperiodic perturbations. Make it possible.

【0017】本発明の更に他の利点は、中位及び低位の
アスペクト比の動翼の振動が有効に減衰されることであ
る。すなわち、従来の機械的に取付けられた又は一体的
に形成された中位及び低位のアスペクト比の動翼は、特
に翼弦モードの振動を受けやすいものである。これに対
し、本発明による選択的な動翼の間隔は、完全な翼弦モ
ードの振動に加えて主要な周期的及び非周期的な摂動に
より生じる歪曲を動翼が減衰せしめることを可能にす
る。
Yet another advantage of the present invention is that vibrations of blades of medium and low aspect ratios are effectively damped. That is, conventional mechanically attached or integrally formed medium and low aspect ratio blades are particularly susceptible to chord mode vibration. In contrast, the selective blade spacing in accordance with the present invention allows the blade to attenuate distortions caused by major periodic and aperiodic perturbations in addition to full chord mode oscillations. .

【0018】本発明の更に他の利点は、本発明が追加の
金物、動翼の内部機械加工又は同種のことを要求しない
ことである。すなわち、本発明は、ロータディスクの外
側半径方向表面のまわりに動翼を選択的に間隔をとるこ
とによる減衰を提供するものである。当業者であれば、
簡単さは一般に信頼さに等しいことを認識されよう。
Yet another advantage of the present invention is that the present invention does not require additional hardware, internal machining of blades or the like. That is, the present invention provides damping by selectively spacing blades around the outer radial surface of the rotor disk. If you are skilled in the art,
It will be appreciated that simplicity is generally equal to trust.

【0019】本発明の以上述べた目的、特徴及び利点は
添付図面を参照して述べる下記の本発明の最良の形態の
実施例についての詳細な説明から一層明らかになるであ
ろう。
The foregoing objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.

【0020】[0020]

【発明を実施するための最良の形態】図1を参照する
に、ガスタービンエンジン10は、ファン12と、低圧
圧縮機14と、高圧圧縮機16と、燃焼器18と、低圧
タービン20と、高圧タービン22と、オグメンタ24
と、ノズル26とを包含し、これらは回転軸線28に関
して対称的に設けられている。ファン12はノズル26
の前方にあり、それ故ノズル26はファン12の後方で
ある。ファン12と低圧圧縮機14とは、互いに接続さ
れ、低圧タービン22により駆動される。高圧圧縮機1
6は、高圧タービン22により駆動される。ファン12
により仕事を与えられた空気は、“中心ガス”として低
圧圧縮機14に入るか、又は“バイパス空気”としてエ
ンジン外側の通路30に入る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Referring to FIG. 1, a gas turbine engine 10 includes a fan 12, a low pressure compressor 14, a high pressure compressor 16, a combustor 18, a low pressure turbine 20, High pressure turbine 22 and augmentor 24
And a nozzle 26, which are provided symmetrically with respect to the axis of rotation 28. The fan 12 is a nozzle 26
And therefore the nozzle 26 is behind the fan 12. The fan 12 and the low-pressure compressor 14 are connected to each other, and are driven by a low-pressure turbine 22. High pressure compressor 1
6 is driven by a high-pressure turbine 22. Fan 12
The air, which is given a job by, enters the low pressure compressor 14 as "center gas" or enters the passage 30 outside the engine as "bypass air".

【0021】図2〜図4を参照するに、ロータ段32
は、ディスク34と、複数の動翼36とを包含する。デ
ィスク34は、回転軸線28上に中心を置かれている孔
38(図3)と、外側半径方向表面40とを包含する。
動翼36は、外側半径方向表面40から半径方向外側に
延び、普通の取付け構造(例えば、クリスマスツリー形
又はばち形の根元−図示せず)によってディスク34に
取付けたり、又は一体動翼付きロータの一部分として一
体的に設けることができる。
Referring to FIG. 2 to FIG.
Includes a disk 34 and a plurality of blades 36. Disc 34 includes a hole 38 (FIG. 3) centered on axis of rotation 28 and an outer radial surface 40.
The blades 36 extend radially outward from the outer radial surface 40 and are attached to the disk 34 by conventional mounting structures (eg, a Christmas tree or dovetail-not shown) or have integral blades. It can be provided integrally as a part of the rotor.

【0022】従来のロータ段32(図2)においては、
動翼36は、動翼36の数によって分割されたディスク
34の外側半径方向表面40の円周長さに等しい距離
“D”だけ互いに等間隔を置いて離れている(すなわ
ち、“D”は隣接する動翼の翼弦線間の距離を表す)。
これに対し、本発明(図3及び図4)においては、隣接
する動翼36間の距離(すなわち、動翼間距離)42
は、空気力学的減衰を成し遂げるように選択的に変えら
れている。各動翼間距離42の量は、実施する特定の適
用に依存する。均一の動翼間の間隔距離“D”の見地か
ら、隣接する動翼36間の距離42は、典型的に、均一
の間隔値“D”の80%( .80D)よりも小さくない
か、又は均一の間隔値“D”の120%(1.20D)
よりも大きくないものとされる。しかしながら、動翼間
距離42は、好適には、均一の間隔値“D”の85%と
95%との間( .85D〜 .95D)、又は均一の間隔
値“D”の115%と105%との間(1.15D〜
1.05D)である。隣接する動翼36間の距離42
(及びそれ故最適な減衰)は、適用状況の関数であり、
解析的に又は経験的に決定することができる。図4は、
“D”,“D−”,又は“D+”に等しい動翼間距離を
示すことにより選択的に変えられている間隔を示し、
“D”は前述した均一の動翼間距離を表し、“D−”は
“D”よりも小さい距離を表し、及び“D+”は“D”
よりも大きい距離を表す。
In the conventional rotor stage 32 (FIG. 2),
The buckets 36 are equally spaced apart from each other by a distance "D" equal to the circumferential length of the outer radial surface 40 of the disk 34 divided by the number of buckets 36 (i.e., "D" is Represents the distance between chord lines of adjacent blades).
On the other hand, in the present invention (FIGS. 3 and 4), the distance 42 between adjacent blades 36 (that is, the distance between blades) 42
Have been selectively altered to achieve aerodynamic damping. The amount of each bucket distance 42 will depend on the particular application being implemented. In view of the uniform blade spacing distance "D", the distance 42 between adjacent blades 36 is typically no less than 80% (.80D) of the uniform spacing value "D", Or, 120% (1.20D) of the uniform interval value "D"
Is not greater than However, the blade-to-blade distance 42 is preferably between 85% and 95% of the uniform spacing value "D" (.85D-.95D), or 115% and 105% of the uniform spacing value "D". % (1.15D-
1.05D). Distance 42 between adjacent buckets 36
(And hence the optimal attenuation) is a function of the application,
It can be determined analytically or empirically. FIG.
Indicating a spacing that is selectively varied by indicating a blade-to-blade distance equal to "D", "D-", or "D +";
“D” represents the uniform distance between the moving blades described above, “D−” represents a distance smaller than “D”, and “D +” represents “D”.
Represents a distance greater than

【0023】ある適用においては、大部分の動翼36が
互いに距離“D”だけ均一に間隔を置かれ、ほんの一部
分の動翼36が隣接する他の動翼36に関して不均一に
間隔を置かれる。他の適用のおいては、大部分又は全部
の動翼間距離42が不均一にされる。しかしながら、バ
ランスの目的のためには、動翼36の間隔に関してロー
タディスク34の2つの半部分が対称的であるようにす
ることが好ましい。例えば、もし第1の動翼がその均一
の間隔位置の左側へ所定距離がずらされている場合に
は、この第1の動翼から通常は180゜離れて位置され
る第2の動翼が、その均一の間隔位置から右側へ前記第
1の動翼と同じ量だけずらされる。すなわち、これら第
1及び第2の動翼は互いに180゜離れたままである。
In some applications, most blades 36 are evenly spaced from one another by a distance "D", and only a small portion of blades 36 are unevenly spaced with respect to other adjacent blades 36. . In other applications, most or all of the blade spacing 42 will be non-uniform. However, for balancing purposes, it is preferred that the two halves of the rotor disk 34 be symmetrical with respect to the spacing of the blades 36. For example, if the first blade is offset a predetermined distance to the left of its uniform spacing, the second blade, which is typically located 180 ° away from the first blade, , From the uniform spacing position to the right by the same amount as the first blade. That is, the first and second blades remain 180 ° apart from each other.

【0024】以上本発明をその実施例に関して図示し詳
述してきたけれども、本発明の精神及び範囲を逸脱する
ことなく、その形態及び詳部においてさまざまな変更が
できることは当業者にとって理解されるであろう。例え
ば、ある状況の下では、動翼間距離が .80Dよりも小
さい又は1.20Dよりも大きいことが好ましいことも
ある。
Although the present invention has been illustrated and described with reference to embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes can be made in the form and details without departing from the spirit and scope of the invention. There will be. For example, under certain circumstances, it may be preferable for the blade-to-blade distance to be less than .80D or greater than 1.20D.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】ガスタービンエンジンの概略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of a gas turbine engine.

【図2】従来のガスタービンエンジンのロータ段の一部
斜視図である。
FIG. 2 is a partial perspective view of a rotor stage of a conventional gas turbine engine.

【図3】本発明によるガスタービンエンジンのロータ段
の一部斜視図である。
FIG. 3 is a partial perspective view of a rotor stage of a gas turbine engine according to the present invention.

【図4】本発明による動翼間の間隔を示すために、ロー
タディスクから外側に延びる複数の動翼を直線状に展開
して示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a plurality of moving blades extending outward from a rotor disk in a linearly developed manner in order to show an interval between the moving blades according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ガスタービンエンジン 12 ファン 14 低圧圧縮機 16 高圧圧縮機 18 燃焼器 20 高圧タービン 22 低圧タービン 24 オグメンタ 26 ノズル 28 回転軸線 30 通路 32 ロータ段 34 ディスク 36 動翼 38 孔 40 外側半径方向表面 42 動翼間距離 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Gas turbine engine 12 Fan 14 Low pressure compressor 16 High pressure compressor 18 Combustor 20 High pressure turbine 22 Low pressure turbine 24 Augmentor 26 Nozzle 28 Rotation axis 30 Passage 32 Rotor stage 34 Disk 36 Blade 38 Hole 40 Outer radial surface 42 Blade Distance

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成11年4月16日[Submission date] April 16, 1999

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】全図[Correction target item name] All figures

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図1】 FIG.

【図2】 FIG. 2

【図4】 FIG. 4

【図3】 FIG. 3

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブラッドフォード・エー・カウルス アメリカ合衆国 フロリダ州 33418 パ ーム・ビーチ・ガーデンズ市 ハックベリ ー・ストリート 11654 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Bradford A. Cowles Hackbury Street 11654 Palm Beach Gardens, Florida 33654 USA

Claims (23)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】回転軸線のまわりを回転するガスタービン
エンジン用ロータ段において、 前記回転軸線上に中心を置かれた孔、及び円周長さを有
する外側半径方向表面を有するロータディスクと、 前記外側半径方向表面から半径方向外側に延びる複数の
動翼と、 を包含し、互いに隣接する前記動翼が動翼間距離だけ互
いに離され、これらの動翼間距離が選択的に変えられて
いるガスタービンエンジン用ロータ段。
1. A rotor stage for a gas turbine engine rotating about an axis of rotation, the rotor disk having a hole centered on the axis of rotation and an outer radial surface having a circumferential length. A plurality of blades extending radially outward from an outer radial surface, wherein the adjacent blades are separated from each other by a distance between the blades, and the distance between the blades is selectively varied. Rotor stage for gas turbine engine.
【請求項2】請求項1記載のガスタービンエンジン用ロ
ータ段において、前記選択的に変ええられる動翼間距離
が少なくとも均一の動翼間距離の80%であるロータ
段。
2. The rotor stage for a gas turbine engine according to claim 1, wherein said selectively variable inter-blade distance is at least 80% of a uniform inter-blade distance.
【請求項3】請求項2記載のガスタービンエンジン用ロ
ータ段において、前記選択的に変えられる動翼間距離が
少なくとも前記均一の動翼間距離の85%であるロータ
段。
3. The rotor stage for a gas turbine engine according to claim 2, wherein said selectively changed blade-to-blade distance is at least 85% of said uniform blade-to-blade distance.
【請求項4】請求項3記載のガスタービンエンジン用ロ
ータ段において、前記選択的に変えられる動翼間距離が
前記均一の動翼間距離の120%よりも大きくないロー
タ段。
4. The rotor stage for a gas turbine engine according to claim 3, wherein said selectively varied blade spacing is not greater than 120% of said uniform blade spacing.
【請求項5】請求項4記載のガスタービンエンジン用ロ
ータ段において、前記選択的に変えられる動翼間距離が
前記均一の動翼間距離の115%よりも大きくないロー
タ段。
5. The rotor stage for a gas turbine engine according to claim 4, wherein said selectively varied inter-blade distance is not greater than 115% of said uniform inter-blade distance.
【請求項6】請求項2記載のガスタービンエンジン用ロ
ータ段において、前記選択的に変えられる動翼間距離が
前記均一の動翼間距離の120%よりも大きくないロー
タ段。
6. The rotor stage for a gas turbine engine according to claim 2, wherein said selectively varied blade spacing is not greater than 120% of said uniform blade spacing.
【請求項7】請求項6記載のガスタービンエンジン用ロ
ータ段において、前記選択的に変えられる動翼間距離が
前記均一の動翼間距離の115%よりも大きくないロー
タ段。
7. The rotor stage for a gas turbine engine according to claim 6, wherein said selectively varied distance between moving blades is not greater than 115% of said uniform distance between moving blades.
【請求項8】請求項6記載のガスタービンエンジン用ロ
ータ段において、前記ロータディスクと動翼とが一体動
翼付きロータであるロータ段。
8. The rotor stage for a gas turbine engine according to claim 6, wherein the rotor disk and the rotor blade are a rotor with an integral rotor blade.
【請求項9】請求項6記載のガスタービンエンジン用ロ
ータ段において、前記動翼の各々が前記動翼の他のひと
つから180゜離されているロータ段。
9. The rotor stage for a gas turbine engine according to claim 6, wherein each of said rotor blades is 180 ° apart from another of said rotor blades.
【請求項10】請求項6記載のガスタービンエンジン用
ロータ段において、少なくともひとつの前記動翼間距離
が選択的に変えられているロータ段。
10. The rotor stage for a gas turbine engine according to claim 6, wherein at least one of the distances between the moving blades is selectively changed.
【請求項11】請求項10記載のガスタービンエンジン
用ロータ段において、複数の前記動翼間距離が選択的に
変えられているロータ段。
11. The rotor stage according to claim 10, wherein a distance between the plurality of blades is selectively changed.
【請求項12】請求項11記載のガスタービンエンジン
用ロータ段において、大部分の前記動翼間距離が選択的
に変えられているロータ段。
12. The gas turbine engine rotor stage according to claim 11, wherein most of the distance between the moving blades is selectively changed.
【請求項13】請求項2記載のガスタービンエンジン用
ロータ段において、前記ロータディスクと動翼とが一体
動翼付きロータであるロータ段。
13. The rotor stage for a gas turbine engine according to claim 2, wherein the rotor disk and the rotor blade are a rotor with an integral rotor blade.
【請求項14】請求項2記載のガスタービンエンジン用
ロータ段において、前記動翼の各々が前記動翼の他のひ
とつから180゜離されているロータ段。
14. The rotor stage for a gas turbine engine according to claim 2, wherein each of said rotor blades is 180 ° apart from another of said rotor blades.
【請求項15】請求項2記載のガスタービンエンジン用
ロータ段において、少なくともひとつの前記動翼間距離
が選択的に変えられているロータ段。
15. The rotor stage for a gas turbine engine according to claim 2, wherein at least one of the distances between the moving blades is selectively changed.
【請求項16】請求項15記載のガスタービンエンジン
用ロータ段において、複数の前記動翼間距離が選択的に
変えられているロータ段。
16. The rotor stage for a gas turbine engine according to claim 15, wherein a distance between the plurality of blades is selectively changed.
【請求項17】請求項1記載のガスタービンエンジン用
ロータ段において、前記ロータディスクと動翼とが一体
動翼付きロータであるロータ段。
17. The rotor stage for a gas turbine engine according to claim 1, wherein the rotor disk and the rotor blade are a rotor with an integral rotor blade.
【請求項18】請求項17記載のガスタービンエンジン
用ロータ段において、前記動翼の各々が前記動翼の他の
ひとつから180゜離されているロータ段。
18. The rotor stage for a gas turbine engine according to claim 17, wherein each of said rotor blades is 180 degrees apart from another of said rotor blades.
【請求項19】請求項17記載のガスタービンエンジン
用ロータ段において、少なくともひとつの前記動翼間距
離が選択的に変えられているロータ段。
19. The rotor stage according to claim 17, wherein at least one of the distances between the moving blades is selectively changed.
【請求項20】請求項19記載のガスタービンエンジン
用ロータ段において、複数の前記動翼間距離が選択的に
変えられているロータ段。
20. The gas turbine engine rotor stage according to claim 19, wherein the distance between the plurality of blades is selectively changed.
【請求項21】請求項1記載のガスタービンエンジン用
ロータ段において、前記選択的に変えられる動翼間距離
が前記均一の動翼間距離の120%よりも大きくないロ
ータ段。
21. The gas turbine engine rotor stage according to claim 1, wherein said selectively varied blade spacing is not greater than 120% of said uniform blade spacing.
【請求項22】請求項21記載のガスタービンエンジン
用ロータ段において、前記ロータディスクと動翼とが一
体動翼付きロータであるロータ段。
22. The gas turbine engine rotor stage according to claim 21, wherein the rotor disk and the rotor blade are a rotor with an integral rotor blade.
【請求項23】請求項21記載のガスタービンエンジン
用ロータ段において、前記動翼の各々が前記動翼の他の
ひとつから180゜離されているロータ段。
23. The rotor stage of a gas turbine engine according to claim 21, wherein each of said rotor blades is 180 ° apart from another of said rotor blades.
JP35696698A 1997-12-03 1998-12-01 Rotor step for gas turbine engine Pending JPH11236803A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US98440097A 1997-12-03 1997-12-03
US08/984,400 1997-12-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11236803A true JPH11236803A (en) 1999-08-31

Family

ID=25530526

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP35696698A Pending JPH11236803A (en) 1997-12-03 1998-12-01 Rotor step for gas turbine engine

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0921274A3 (en)
JP (1) JPH11236803A (en)
KR (1) KR100508046B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012087788A (en) * 2010-10-20 2012-05-10 General Electric Co <Ge> Rotary machine having non-uniform moving blade and stationary vane spacing
JP2012087790A (en) * 2010-10-20 2012-05-10 General Electric Co <Ge> Rotary machine having grooves for control of fluid dynamics
JP2012087798A (en) * 2010-10-20 2012-05-10 General Electric Co <Ge> Rotary machine having spacer for controlling fluid dynamics

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10326533A1 (en) * 2003-06-12 2005-01-05 Mtu Aero Engines Gmbh Rotor for a gas turbine and gas turbine
DE102004001845A1 (en) 2004-01-13 2005-08-04 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Conveying member, in particular rotor or stator, for conveying a flowable, preferably gaseous, medium
KR20160014468A (en) 2014-07-29 2016-02-11 포스코강판 주식회사 Pad for preventing end-mark
FR3078096B1 (en) * 2018-02-20 2020-03-06 Arianegroup Sas ROTOR FOR TURBOMACHINE AND TURBOMACHINE INCLUDING THIS ROTOR
US20230235680A1 (en) * 2022-01-26 2023-07-27 General Electric Company Non-uniform turbomachinery blade tips for frequency tuning

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5525555A (en) * 1978-08-12 1980-02-23 Hitachi Ltd Impeller
GB2046360A (en) * 1979-03-31 1980-11-12 Aes Plastics Ltd Fluid impeller
US5000660A (en) * 1989-08-11 1991-03-19 Airflow Research And Manufacturing Corporation Variable skew fan
JPH0214500U (en) * 1988-07-14 1990-01-30
JP2662838B2 (en) * 1992-03-24 1997-10-15 川崎重工業株式会社 Rotor wing aircraft tail rotor
US5681145A (en) * 1996-10-30 1997-10-28 Itt Automotive Electrical Systems, Inc. Low-noise, high-efficiency fan assembly combining unequal blade spacing angles and unequal blade setting angles

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012087788A (en) * 2010-10-20 2012-05-10 General Electric Co <Ge> Rotary machine having non-uniform moving blade and stationary vane spacing
JP2012087790A (en) * 2010-10-20 2012-05-10 General Electric Co <Ge> Rotary machine having grooves for control of fluid dynamics
JP2012087798A (en) * 2010-10-20 2012-05-10 General Electric Co <Ge> Rotary machine having spacer for controlling fluid dynamics

Also Published As

Publication number Publication date
KR19990062719A (en) 1999-07-26
KR100508046B1 (en) 2005-11-25
EP0921274A2 (en) 1999-06-09
EP0921274A3 (en) 2000-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1211382B1 (en) Turbomachine rotor with blades of different frequency
US8172511B2 (en) Radial compressor with blades decoupled and tuned at anti-nodes
SE468911B (en) DUMPING UNIT FOR APPLICATION IN A STAGE OF A JET ENGINE
US5681142A (en) Damping means for a stator assembly of a gas turbine engine
JP5681384B2 (en) Rotor blade for turbine engine
JP2007537385A (en) Tuning the natural frequency of gas turbine engine blades
CA2761208A1 (en) Blade disk arrangement for blade frequency tuning
US20110274537A1 (en) Blade excitation reduction method and arrangement
US11401815B2 (en) Bladed rotor system and corresponding method of servicing
JPH11236803A (en) Rotor step for gas turbine engine
CA2958459A1 (en) Compressor rotor for supersonic flutter and/or resonant stress mitigation
US10415391B2 (en) Rotor and gas turbine engine including a rotor
EP2960432B1 (en) Rotor and gas turbine engine including a rotor
US10584597B2 (en) Variable cross-section damper pin for a turbine blade
JPH11236804A (en) Rotor step for gas turbine engine
Rza¸ dkowski et al. Forced vibration of several bladed discs on the shaft
JP2006144575A (en) Axial flow type rotary fluid machine
JP2001027103A (en) Stationary blade structure for axial turbo-machine
US2621851A (en) Rotary impeller and the like
Rzadkowski et al. Natural frequencies of two tuned and mistuned bladed discs on the shaft
US20230134727A1 (en) Fan rotor for airfoil damping
Rza˛ dkowski et al. Natural frequencies and modes shapes of two mistuned bladed discs on the shaft
EP3957825B1 (en) Turbine blade with friction and impact vibration damping elements
US11753989B2 (en) Turbomachinery and method for designing turbomachinery
JPH074203A (en) Turbine moving blade

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Effective date: 20051201

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20080325

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080826