CN102656338A - 具有受控加载的涡轮机叶片阻尼装置 - Google Patents
具有受控加载的涡轮机叶片阻尼装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102656338A CN102656338A CN2010800569027A CN201080056902A CN102656338A CN 102656338 A CN102656338 A CN 102656338A CN 2010800569027 A CN2010800569027 A CN 2010800569027A CN 201080056902 A CN201080056902 A CN 201080056902A CN 102656338 A CN102656338 A CN 102656338A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- buffer
- blade
- buffer element
- center line
- line segment
- 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
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
-
- 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
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
- F04D29/321—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow compressors
- F04D29/324—Blades
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
- F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/668—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps damping or preventing mechanical vibrations
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2250/00—Geometry
- F05D2250/70—Shape
- F05D2250/71—Shape curved
- F05D2250/712—Shape curved concave
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2260/00—Function
- F05D2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
一种用于涡轮机转子(10)的阻尼结构(24)。阻尼结构包括细长缓冲器元件(60),细长缓冲器元件(60)包括刚性附接至第一叶片(14a)并且朝向相邻的第二叶片(14b)延伸的第一缓冲器端部(62)和限定第一接合面(72)的相反的第二缓冲器端部(64),第一接合面(72)与和第二叶片相关联的第二接合面(74)邻近地设置。缓冲器元件具有中心线(34),中心线(34)沿着缓冲器元件的位于第一和第二缓冲器端部之间的至少一部分、在从第一叶片朝向第二叶片的方向上径向向内延伸。转子的旋转运动实现第一接合面和第二接合面之间的相对运动,以通过由缓冲器元件上的离心力确定的预定阻尼力将第一接合面设置为与第二接合面摩擦接合。
Description
相关申请的交叉引用
本申请与律师案号为“2009P15834US”、题为“具有受控加载的涡轮机叶片阻尼装置”的申请相关并且与该申请在同一天提交,在此将该申请的全部内容通过参引并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及涡轮机中的涡轮叶片的振动阻尼,并且更具体地涉及一种包括提供受控阻尼力的缓冲器的阻尼结构。
背景技术
诸如蒸汽轮机或燃气轮机之类的涡轮机被在沿着转子的圆周布置以便形成环形的叶片布置的转子叶片之间流动的热工作气体驱动,并且能量通过转子叶片从热工作气体传递到转子轴。随着发电厂的容量增加,通过工业涡轮发动机的流的容积也增加得越来越大,并且操作条件(例如操作温度和压力)变得更加严格。另外,增大了转子叶片的尺寸以利用工作气体内的更多能量从而改善效率。以上所有这些的结果是转子叶片所受的应力(例如热应力、振动应力、弯曲应力、离心应力、接触应力和扭转应力)水平的增加。
为了限制叶片内的振动应力,可向叶片提供多种结构以在叶片之间形成用来衰减转子旋转过程中产生的振动的配合结构。例如,可提供从叶片上的中跨位置延伸以彼此接合的例如柱状隔离件(standoffs)的中跨(mid-span)缓冲器。两个中跨缓冲器在叶片的两侧位于同一高度,其中它们各自的接触面指向相反的方向。当叶片静止时,相邻叶片上的缓冲器接触面分开小的间隙。然而,当叶片在满载状态下旋转并且在离心力的作用下变松(untwisting)时,相邻叶片上的缓冲器表面相互接触。此外,每个涡轮叶片可设置有位于叶片的外边缘并且具有前、后护罩接触面的外护罩,该前、后护罩接触面随着转子开始旋转而相互接触。叶片之间在前护罩接触面和后护罩接触面上以及在缓冲器接触面上的接合被设计为改善在巨大离心力下叶片的强度,并且进一步操作为通过接触的缓冲器表面上的摩擦来衰减振动。缓冲器衰减的缺点是通常难以在大直径叶片上实现期望的由于叶片的离心变松而在缓冲器之间产生的接触力。此外,与大直径叶片相关联的大的机械负载一般要求更大的缓冲器结构以获得机械稳定性,以避免缓冲器的向外弯曲,从而由于定位在高速流动区域内的更大缓冲器通过部分跨度(part-span)区域的流动限制而导致增大的空气动力学损失和流动低效性。
发明内容
根据本发明的一个方面,提供了一种涡轮机转子中的阻尼结构,涡轮机包括转子盘和多个叶片。阻尼结构包括细长缓冲器元件,细长缓冲器元件包括第一缓冲器端部和相反的第二缓冲器端部,第一缓冲器端部刚性附接至第一叶片并且朝向相邻的第二叶片延伸,第二缓冲器端部限定第一接合面,第一接合面与和第二叶片相关联的第二接合面邻近地设置。缓冲器元件具有中心线,中心线沿着缓冲器元件的在第一缓冲器端部和第二缓冲器端部之间的至少一部分、在从第一叶片朝向第二叶片的方向上径向向内延伸。转子的旋转运动实现第二缓冲器端部与第二接合面之间的相对运动,以通过由缓冲器元件上的离心力确定的预定阻尼力将第二缓冲器端部的第一接合面设置为与第二接合面摩擦接合。
阻尼结构可以位于叶片的叶片根部和叶片尖端之间的中跨位置处。
配合面可以至少部分地形成在第二叶片的侧面上。
缓冲器元件的中心线可以包括大致平滑的曲线,大致平滑的曲线具有从第一缓冲器端部向第二缓冲器端部延伸的径向向外地面向的凹侧。
缓冲器元件的中心线可以包括第一线性中心线段和第二线性中心线段以及在中心线段之间的位于第一叶片和第二叶片之间的中间点处的折角,第一中心线段从第一缓冲器端部向中间点径向向内倾斜,第二中心线段从中间点向第二缓冲器端部径向向外倾斜。
缓冲器元件可以包括第一缓冲器元件,并且阻尼结构还可以包括具有第一缓冲器端部和第二缓冲器端部的第二缓冲器元件,该第一缓冲器端部刚性附接至第二叶片,该第二缓冲器端部邻近第一缓冲器元件的第二端部设置,第二缓冲器元件的第二缓冲器端部限定配合面。此外,当转子静止时,可以在第一缓冲器元件和第二缓冲器元件之间限定有缓冲器间隙,第一缓冲器元件和第二缓冲器元件可以限定从第一缓冲器端部朝向缓冲器间隙径向向内倾斜的相应的第一中心线段和第二中心线段,并且在转子的旋转过程中,第一缓冲器元件的第二端部和第二缓冲器元件的第二端部通过预定力径向向外运动以相互接合。
在第一和第二叶片之间限定有中间点,并且缓冲器元件的径向厚度从叶片的每一个向中间点减小。
根据本发明的另一方面,提供了一种涡轮机转子中的中跨阻尼结构,涡轮机包括转子盘和多个叶片。中跨阻尼结构包括:细长第一缓冲器元件,细长第一缓冲器元件包括刚性附接至第一叶片的第一缓冲器端部和相反的第二缓冲器端部,第一缓冲器元件朝向相邻的第二叶片延伸;细长第二缓冲器元件,细长第二缓冲器元件包括刚性附接至第二叶片的第一缓冲器端部和相反的第二缓冲器端部,第二缓冲器元件朝向第一叶片延伸。第一缓冲器元件的第二端部邻近第二缓冲器元件的第二端部设置在第一叶片和第二叶片之间的中间点处。第一缓冲器元件和第二缓冲器元件限定中心线,中心线沿着从第一叶片朝向中间点的方向径向向内延伸以及沿着从第二叶片朝向中间点的方向径向向内延伸。转子的旋转运动实现第一缓冲器元件的第二缓冲器端部与第二缓冲器元件的第二缓冲器端部之间的相对运动,以通过由第一缓冲器元件和第二缓冲器元件上的离心力确定的预定阻尼力将第二缓冲器端部设置为彼此摩擦接合。
由第一和第二缓冲器元件限定的中心线可以包括第一和第二线性中心线段,其中第一中心线段和第二中心线段中的每一个以大约6°的角度从在第一缓冲器元件的第一缓冲器端部和第二缓冲器元件的第一缓冲器端部之间延伸的周向线径向向内延伸,以限定大约178°的折角。
附图说明
尽管说明书以特别指出并清楚主张了本发明的权利要求书作为结论,但通过结合附图的以下描述可更好地理解本发明,在附图中相同的参考数字表示相同的元件,并且在附图中:
图1是沿着垂直于旋转轴线的平面所截取、从轴向流动方向所看到的转子的局部端视图,其示出了本发明的实施方式;
图2是一对相邻叶片的局部端视图,示出了图1的实施方式的替代构造;以及
图3是示出本发明的替代实施方式的一对相邻叶片的局部端视图。
具体实施方式
在优选实施方式的以下具体描述中,对构成优选实施方式的一部分的附图进行了参考,并且在附图中通过示例而非限制的方式示出了可以实施本发明的具体的优选实施方式。应当理解,可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下使用其它实施方式并且作出改变。
参照图1,图示了例如用于燃气轮机或蒸汽轮机的涡轮机(未示出)的转子10的截面。转子10包括转子盘12和多个叶片14,所述多个叶片14在这里示为第一叶片14a和相邻的第二叶片14b。叶片14包括从与转子盘12接合的叶片根部16延伸到叶片尖端18的径向细长结构。叶片14a、14b中的每一个包括压力侧表面20和吸力侧表面22。转子10还包括在第一和第二叶片14a、14b之间延伸并且位于叶片14a、14b的叶片根部16与叶片尖端18之间的中跨处的阻尼结构24。
阻尼结构24包括细长缓冲器结构26,细长缓冲器结构26包括从第一叶片14a朝向相邻的第二叶片14b延伸的细长第一缓冲器元件60。第一缓冲器元件60包括刚性附接至第一叶片14a的第一缓冲器端部62、和延伸至中间点38的相反的第二缓冲器端部64。细长第二缓冲器元件66从第二叶片14b朝向第一叶片14a延伸并且包括刚性附接至第二叶片14b的第一缓冲器端部68、和延伸至中间点38的相反的第二缓冲器端部70。
第一缓冲器元件60的第二缓冲器端部64在第一和第二叶片14a、14b之间的中间点38处限定第一接合面72,第一接合面72设置为邻近第二缓冲器元件66的第二缓冲器端部70上的第二接合面74。当转子10静止时,即没有离心力作用于第一和第二缓冲器元件60、66时,在相邻的接合面72、74之间限定有缓冲器间隙G。
第一和第二缓冲器元件60、66限定有中心线34,中心线34沿着从第一叶片14a朝向中间点38的方向径向向内延伸并且沿着从第二叶片14b朝向中间点38的方向径向向内延伸。由第一和第二缓冲器元件60、66限定的中心线34包括具有凹侧的大致平滑的曲线,该凹侧朝向周向线42径向向外地面向,该周向线42在第一缓冲器元件60的第一缓冲器端部62的径向外边缘和第二缓冲器元件66的第一缓冲器端部68的径向外边缘之间延伸。
转子10的旋转运动实现了第一和第二缓冲器元件60、66的第二缓冲器端部64、70之间的相对运动以闭合缓冲器间隙G并且通过由作用于第一和第二缓冲器元件60、66的离心力确定的预定阻尼力将接合面72设置成与配合面74摩擦接合。特别地,作用在第一和第二缓冲器60、66上的离心力实现缓冲器元件60、66的径向向外运动,该运动引起缓冲器元件60、66朝向彼此枢转并使缓冲器间隙G被闭合。此外,应当指出,缓冲器元件60、66的第二端部64、70被设置为在叶片14a、14b之间的如下位置限定缓冲器间隙G:在该位置,第二端部64、70在转子加速旋转和相应的叶片变松的过程中相对于彼此保持在大致相同的位置,即在叶片变松期间,缓冲器元件60、66的枢转运动处于大体平行于轴向和周向方向的平面内。因此,不管叶片在转子加速旋转的过程中的变松如何,第一接合面72都将保持与第二接合面74的面对关系,并且在涡轮机的运转过程中接合面将被设置为锁定摩擦接合。
应当指出,理想的是将缓冲器元件26构造为产生这样的阻尼力:该阻尼力在大致不超过这种最小阻尼力的情况下足以在第一接合面72和第二接合面74之间的界面上产生用以控制叶片振动的阻尼。该位置上的过量力可导致第一和第二接合面上的过度磨损和应力。
由第一和第二缓冲器元件60、66的曲率形成的向内的角--如中心线34所限定--大致改变了由第一和第二缓冲器元件60、66上的离心力产生的阻尼力。施加在第一和第二缓冲器元件60、66上的离心力引起缓冲器元件60、66向外弯曲并且变得更少凹入,从而产生叶片14之间的阻尼力。较大的中心线曲率将在缓冲器元件60、66上产生较大的离心负载并且产生施加在第一接合面72和第二接合面76之间的较大的阻尼力。例如,中心线34可以对应于悬链的形状。构造有具有相对较浅的曲线的中心线34的缓冲器结构26被认为足以在缓冲器结构26上产生足够的离心力并且在有效控制所施加的力的水平的同时提供减少叶片振动的必要阻尼力。
参照图2,图示了包括图1中示出的实施方式的变型的替代构造。图2中对应于图1中的元件的元件通过在相同的参考数字上增加100来标记。
在图2中,图示了包括阻尼结构124的转子110。阻尼结构124包括缓冲器元件126,缓冲器元件126包括从第一叶片114a朝向相邻的第二叶片114b延伸的细长第一缓冲器元件160。第一缓冲器元件160包括刚性附接至第一叶片114a的第一缓冲器端部162、和延伸至中间点138的相反的第二缓冲器端部164。细长第二缓冲器元件166从第二叶片114b朝向第一叶片114a延伸并且包括刚性附接至第二叶片114b的第一缓冲器端部168、和延伸至中间点138的相反的第二缓冲器端部170。
第一缓冲器元件160的第二缓冲器端部164在第一和第二叶片114a、114b之间的中间点138处限定接合面172,接合面172设置为邻近第二缓冲器元件166的第二缓冲器端部170上的配合面174。当转子110静止时,即没有离心力作用于第一和第二缓冲器元件160、166时,在相邻的接合面172、174之间限定有缓冲器间隙G。第一和第二缓冲器元件160、166限定中心线134,其中中心线134包括分别沿着第一和第二缓冲器元件160、166延伸的第一线性中心线段134a和第二线性中心线段134b。中心线段134a、134b在第一和第二叶片114a、114b之间的中间点138以折角θ会合。
图2中的构造提供了具有三角形构造的阻尼结构124,该阻尼结构124包括从周向线142径向向内延伸的第一和第二缓冲器元件160、166,该周向线142连接第一缓冲器元件160的第一缓冲器端部162的径向外边缘和第二缓冲器元件166的第一缓冲器端部168的径向外边缘。在优选实施方式中,第一和第二中心线段134a和134b中的每一个从周向线142以角度α向内倾斜。角度α可在从大约1°到大约20°的范围内,并且优选是大约6°,使得当转子110静止时折角θ是大约178°。阻尼结构124以以上对于图1中的阻尼结构24描述的方式操作,其中转子110的旋转运动在第一和第二缓冲器元件160、166上产生离心力以使缓冲器元件160、166径向向外移动。随着缓冲器元件160、166向外移动,缓冲器元件160、166朝向彼此枢转并且闭合缓冲器间隙G。当缓冲器间隙G被闭合时,第一接合面172通过由加载于第一和第二缓冲器元件160、166的离心力确定的预定阻尼力设置为与第二接合面174摩擦接合。包括以所描述的6°的角度定位的第一和第二缓冲器元件160、166的阻尼结构124被认为可在缓冲器间隙G处产生大约500N的力,该力高于由于例如叶片变松造成的叶片114a、114b的运动可能产生的任何力。
在参照图1和图2描述的本发明的实施方式中,为了最小化或降低第一和第二缓冲器元件60、66(160、166)上的惯性负载,可使这些元件从各自的第一和第二叶片14a、14b(114a、114b)朝向中间点38(138)处的缓冲器间隙G逐渐变细。即,径向厚度可以从缓冲器端部62、68(162、168)朝向中间点38(138)逐渐减小。此外,该逐渐变细形状可以通过使缓冲器60、66(160、166)设有减小的横截面面积来降低空气动力学阻力以在叶片之间流过涡轮机。
参照图3,图示了本发明的替代实施方式。图3中对应于图1中的元件的元件通过在相同的参考数字上增加200来标记。
在图3中,提供了包括细长缓冲器元件226的阻尼结构224。缓冲器元件226包括刚性固定至第一叶片214a的第一缓冲器端部262和限定第一接合面272的第二缓冲器端部264。第一缓冲器端部262可与第一叶片214a一体形成,或者第一缓冲器端部262可以是通过例如焊接、铜焊等任何已知方式结合至第一叶片214a的单独构件。
缓冲器元件226的第一接合面272设置为邻近第二叶片214b上的第二接合面274或配合面。缓冲器元件226形成有第一和第二大体线性部236、240,其中缓冲器元件226的中心线234包括第一线性中心线段234a和第二线性中心线段234b。中心线段234a、234b在第一和第二叶片214a、214b的中间点238处以折角θ会合。第一中心线段236从第一缓冲器端部228向中间点238径向向内倾斜,并且第二中心线段240从中间点238向第二缓冲器端部230径向向外倾斜。
可在第一和第二接合面272、274之间限定间隙G。当叶片214a、214b旋转时,作用在缓冲器元件226上的离心力实现缓冲器元件226的第二端部264的径向向外运动,该运动闭合间隙G并且通过预定阻尼力使第一接合面272与第二接合面274摩擦接合。第二接合面274优选沿着径向向外方向朝向第一叶片214a周向倾斜,以与第一接合面272的类似倾斜部配合。第二接合面274优选限定有用于容纳第一接合面272的凹穴或窝(socket),以便在叶片214a、214b和缓冲器元件226上施加离心力和/或弯曲力的过程中保持第一接合面272与第二接合面274接触。
应当指出,中间点238不是必须设置在叶片214a、214b之间的中心或中间位置,而是可朝向一侧或另一侧偏移,只要缓冲器元件226能够在离心力负载下弯折或弯曲即可。中间点238的这种偏移可用于调节施加在间隙G处的阻尼力。
在替代构造中,缓冲器元件226可形成为向内延伸的平滑曲线的形状,如参照图1所描述的曲线。另外,缓冲器元件226可形成有从端部262、264延伸至中间点238的减小截面或逐渐变细截面以提供减轻的重量和最小化的空气动力学阻力损失。
在上述实施方式的每一个中,应当指出,提供了使用径向向内延伸的构造来控制在缓冲器元件和配合面之间的缓冲器间隙处的阻尼力的结构,以在接合面处产生预定的向外指向的离心力和相应的周向指向的阻尼力。
本发明特别适于设计用于高温(即,850℃)应用的大直径、受冷却的涡轮机叶片,例如可用于工业用燃气轮机。本发明通过中跨缓冲器结构实现了受控阻尼力的应用,如对于受到增大的空气动力学振动的大直径叶片的振动阻尼所需要的,其中阻尼结构可通过使用作用在向内倾斜的一个或多个缓冲器元件上的预定离心力来根据需要在缓冲器间隙处提供较大或较小的力。另外,应当指出,由本文公开的缓冲器结构提供的阻尼力可使用具有小曲面或低扭度(low twist)的叶片来实现,因为阻尼力与叶片的变松无关。
尽管已图示和描述了本发明的具体实施方式,但对于本领域普通技术人员来说显然的是,可在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出多种其它改变和修改。因此本发明意图在所附权利要求书内覆盖本发明范围内的所有这些改变和修改。
Claims (15)
1.一种涡轮机转子中的阻尼结构,所述涡轮机转子包括转子盘和多个叶片,所述阻尼结构包括:
细长缓冲器元件,所述细长缓冲器元件包括第一缓冲器端部和相反的第二缓冲器端部,所述第一缓冲器端部刚性附接至第一叶片并且朝向相邻的第二叶片延伸,所述第二缓冲器端部限定第一接合面,所述第一接合面与和所述第二叶片相关联的第二接合面邻近地设置;
所述缓冲器元件具有中心线,所述中心线沿着所述缓冲器元件的在所述第一缓冲器端部和所述第二缓冲器端部之间的至少一部分、在从所述第一叶片朝向所述第二叶片的方向上径向向内延伸;以及
其中,所述转子的旋转运动实现所述第二缓冲器端部与所述第二接合面之间的相对运动,以通过由所述缓冲器元件上的离心力确定的预定阻尼力将所述第二缓冲器端部的所述第一接合面设置为与所述第二接合面摩擦接合。
2.根据权利要求1所述的阻尼结构,其中,所述阻尼结构位于所述叶片的叶片根部和叶片尖端之间的中跨位置处。
3.根据权利要求1所述的阻尼结构,其中,所述第二接合面至少部分地形成在所述第二叶片的侧面上。
4.根据权利要求3所述的阻尼结构,其中,所述缓冲器元件的所述中心线包括大致平滑的曲线,所述大致平滑的曲线具有从所述第一缓冲器端部向所述第二缓冲器端部延伸的径向向外地面向的凹侧。
5.根据权利要求3所述的阻尼结构,其中,所述缓冲器元件的所述中心线包括第一线性中心线段和第二线性中心线段以及在所述中心线段之间的位于所述第一叶片和所述第二叶片之间的中间点处的折角,所述第一中心线段从所述第一缓冲器端部向所述中间点径向向内倾斜,所述第二中心线段从所述中间点向所述第二缓冲器端部径向向外倾斜。
6.根据权利要求1所述的阻尼结构,其中,所述缓冲器元件包括第一缓冲器元件,所述阻尼结构还包括具有第一缓冲器端部和第二缓冲器端部的第二缓冲器元件,该第一缓冲器端部刚性附接至所述第二叶片,该第二缓冲器端部邻近所述第一缓冲器元件的第二端部设置,所述第二缓冲器元件的第二缓冲器端部限定所述第二接合面。
7.根据权利要求6所述的阻尼结构,其中,当所述转子静止时,在所述第一缓冲器元件和所述第二缓冲器元件之间限定有缓冲器间隙,所述第一缓冲器元件和所述第二缓冲器元件限定从所述第一缓冲器端部朝向所述缓冲器间隙径向向内倾斜的相应的第一中心线段和第二中心线段,并且在所述转子的旋转过程中,所述第一缓冲器元件的第二端部和所述第二缓冲器元件的第二端部通过预定力径向向外运动以相互接合。
8.根据权利要求6所述的阻尼结构,其中,所述缓冲器元件的所述中心线包括大致平滑的曲线,所述大致平滑的曲线具有从所述第一缓冲器元件的第一缓冲器端部向所述第二缓冲器元件的第一缓冲器端部延伸的径向向外地面向的凹侧。
9.根据权利要求6所述的阻尼结构,其中,所述缓冲器元件的所述中心线包括第一线性中心线段和第二线性中心线段以及在所述中心线段之间的位于所述第一叶片和所述第二叶片之间的中间点处的的折角,所述第一中心线段从所述第一缓冲器元件的第一缓冲器端部向所述中间点径向向内倾斜并且所述第二中心线段从所述第二缓冲器元件的第一缓冲器端部向所述中间点径向向内倾斜。
10.根据权利要求1所述的阻尼结构,包括在所述第一叶片和所述第二叶片之间的中间点,所述缓冲器元件的径向厚度从所述叶片中的每一个向所述中间点减小。
11.一种涡轮机转子中的中跨阻尼结构,所述涡轮机转子包括转子盘和多个叶片,所述中跨阻尼结构包括:
细长第一缓冲器元件,所述细长第一缓冲器元件包括刚性附接至第一叶片的第一缓冲器端部和相反的第二缓冲器端部,所述第一缓冲器元件朝向相邻的第二叶片延伸;
细长第二缓冲器元件,所述细长第二缓冲器元件包括刚性附接至所述第二叶片的第一缓冲器端部和相反的第二缓冲器端部,所述第二缓冲器元件朝向所述第一叶片延伸;
所述第一缓冲器元件的所述第二端部邻近所述第二缓冲器元件的所述第二端部设置在所述第一叶片和所述第二叶片之间的中间点处;
所述第一缓冲器元件和所述第二缓冲器元件限定中心线,所述中心线沿着从所述第一叶片朝向所述中间点的方向径向向内延伸以及沿着从所述第二叶片朝向所述中间点的方向径向向内延伸;以及
其中,所述转子的旋转运动实现所述第一缓冲器元件的第二缓冲器端部与所述第二缓冲器元件的第二缓冲器端部之间的相对运动,以通过由所述第一缓冲器元件和所述第二缓冲器元件上的离心力确定的预定阻尼力将所述第二缓冲器端部设置为彼此摩擦接合。
12.根据权利要求11所述的阻尼结构,其中,当所述转子静止时,在所述第一缓冲器元件和所述第二缓冲器元件之间限定有缓冲器间隙,并且在所述转子的旋转过程中,所述第一缓冲器元件的第二端部和所述第二缓冲器元件的第二端部通过预定力径向向外运动以相互接合。
13.根据权利要求11所述的阻尼结构,其中,由所述第一缓冲器元件和所述第二缓冲器元件限定的所述中心线包括大致平滑的曲线,所述大致平滑的曲线具有从所述第一缓冲器元件的第一缓冲器端部向所述第二缓冲器元件的第一缓冲器端部延伸的径向向外地面向的凹侧。
14.根据权利要求11所述的阻尼结构,其中,由所述第一缓冲器元件和所述第二缓冲器元件限定的所述中心线包括第一线性中心线段和第二线性中心线段以及在所述中心线段之间的位于所述第一叶片和所述第二叶片之间的中间点处的的折角,所述第一中心线段从所述第一缓冲器元件的第一缓冲器端部向所述中间点径向向内倾斜并且所述第二中心线段从所述第二缓冲器元件的第一缓冲器端部向所述中间点径向向内倾斜。
15.根据权利要求14所述的阻尼结构,其中,所述第一中心线段和所述第二中心线段中的每一个以大约6°的角度从在所述第一缓冲器元件的第一缓冲器端部和所述第二缓冲器元件的第一缓冲器端部之间延伸的周向线径向向内延伸,以限定大约178°的折角。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US12/637,066 | 2009-12-14 | ||
US12/637,066 US8616848B2 (en) | 2009-12-14 | 2009-12-14 | Turbine blade damping device with controlled loading |
PCT/US2010/058523 WO2011081761A1 (en) | 2009-12-14 | 2010-12-01 | Turbine blade damping device with controlled loading |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102656338A true CN102656338A (zh) | 2012-09-05 |
CN102656338B CN102656338B (zh) | 2015-02-04 |
Family
ID=43585644
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201080056902.7A Expired - Fee Related CN102656338B (zh) | 2009-12-14 | 2010-12-01 | 一种具有受控加载的涡轮机叶片阻尼装置的涡轮机转子 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8616848B2 (zh) |
EP (1) | EP2513425A1 (zh) |
JP (1) | JP5539532B2 (zh) |
KR (1) | KR101445632B1 (zh) |
CN (1) | CN102656338B (zh) |
WO (1) | WO2011081761A1 (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105179309A (zh) * | 2015-06-24 | 2015-12-23 | 上海交通大学 | 一种压气机叶片 |
CN106103900A (zh) * | 2014-03-07 | 2016-11-09 | 西门子能源公司 | 具有使用高低压冷却流体的冷却系统的涡轮机翼型件 |
CN108979735A (zh) * | 2017-05-31 | 2018-12-11 | 安萨尔多能源瑞士股份公司 | 用于燃气涡轮机的叶片和包括所述叶片的燃气涡轮机 |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USRE45690E1 (en) * | 2009-12-14 | 2015-09-29 | Siemens Energy, Inc. | Turbine blade damping device with controlled loading |
US9546555B2 (en) | 2012-12-17 | 2017-01-17 | General Electric Company | Tapered part-span shroud |
US9506353B2 (en) * | 2012-12-19 | 2016-11-29 | United Technologies Corporation | Lightweight shrouded fan blade |
EP2963245A1 (de) | 2014-07-03 | 2016-01-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Zeitweiliges Koppeln von benachbart zueinander angeordneten Laufschaufeln |
WO2017184138A1 (en) * | 2016-04-21 | 2017-10-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Preloaded snubber assembly for turbine blades |
CN106092534B (zh) * | 2016-06-08 | 2019-03-26 | 中国航空动力机械研究所 | 叶片模态阻尼测定方法 |
DE102017203308A1 (de) * | 2017-03-01 | 2018-09-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Turbinenstufe mit Koppelelement |
JP7039355B2 (ja) | 2018-03-28 | 2022-03-22 | 三菱重工業株式会社 | 回転機械 |
DE102019106734B4 (de) * | 2019-03-18 | 2023-05-17 | Man Energy Solutions Se | Strömungsmaschinenrotor und Verfahren zum Herstellen desselben |
US11767760B2 (en) * | 2020-11-04 | 2023-09-26 | Honeywell International Inc. | Geometric approach to stress reduced intra-flow path shrouds for tuning modal responses in ram air turbine rotors |
EP4112884A1 (en) * | 2021-07-01 | 2023-01-04 | Doosan Enerbility Co., Ltd. | Blade for a turbomachine, blade assembly, and turbine |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1252763A (fr) * | 1959-12-15 | 1961-05-10 | Alsthom Cgee | Entretoise pour aubes de turbines |
GB1234566A (zh) * | 1967-06-06 | 1971-06-03 | ||
US3771922A (en) * | 1972-10-30 | 1973-11-13 | Mc Donnell Douglas Corp | Stabilized rotary blades |
US4083655A (en) * | 1975-12-29 | 1978-04-11 | Groupe Europeen Pour La Technique Des Turbines A Vapeur G.E.T.T. S.A. | Turbine rotor |
US4734010A (en) * | 1985-05-31 | 1988-03-29 | Bbc Brown, Boveri & Company, Limited | Damping element for independent turbomachine blades |
US5695323A (en) * | 1996-04-19 | 1997-12-09 | Westinghouse Electric Corporation | Aerodynamically optimized mid-span snubber for combustion turbine blade |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1034375A (fr) | 1950-03-24 | 1953-07-22 | Bbc Brown Boveri & Cie | Amortisseur de vibrations pour ailettes de turbo-machines |
FR1033197A (fr) * | 1951-02-27 | 1953-07-08 | Rateau Soc | Amortisseurs de vibrations pour aubages mobiles de turbo-machines |
GB711572A (en) * | 1951-02-27 | 1954-07-07 | Rateau Soc | Improvements in vibration damping means for bladings in fluid actuated or actuating rotary machines |
GB770528A (en) | 1954-02-05 | 1957-03-20 | Gen Electric Co Ltd | Improvements in or relating to steam turbines |
GB910239A (en) | 1959-12-07 | 1962-11-14 | Gen Electric Co Ltd | Improvements in or relating to steam turbines |
GB987016A (en) | 1962-08-22 | 1965-03-24 | Ass Elect Ind | Improvements in turbine rotors |
US3216699A (en) | 1963-10-24 | 1965-11-09 | Gen Electric | Airfoil member assembly |
US3451654A (en) | 1967-08-25 | 1969-06-24 | Gen Motors Corp | Blade vibration damping |
DE2117387A1 (de) | 1970-04-13 | 1971-11-04 | Mini Of Aviat Supply | Beschaufelter Rotor für ein Gasturbinenstrahltriebwerk |
JPS49120901U (zh) | 1973-02-15 | 1974-10-16 | ||
JPS54125307A (en) * | 1978-03-24 | 1979-09-28 | Toshiba Corp | Connecting device for turbine movable blades |
-
2009
- 2009-12-14 US US12/637,066 patent/US8616848B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2010
- 2010-12-01 CN CN201080056902.7A patent/CN102656338B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2010-12-01 EP EP10795115A patent/EP2513425A1/en not_active Withdrawn
- 2010-12-01 WO PCT/US2010/058523 patent/WO2011081761A1/en active Application Filing
- 2010-12-01 KR KR1020127018179A patent/KR101445632B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2010-12-01 JP JP2012543152A patent/JP5539532B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1252763A (fr) * | 1959-12-15 | 1961-05-10 | Alsthom Cgee | Entretoise pour aubes de turbines |
GB1234566A (zh) * | 1967-06-06 | 1971-06-03 | ||
US3771922A (en) * | 1972-10-30 | 1973-11-13 | Mc Donnell Douglas Corp | Stabilized rotary blades |
US4083655A (en) * | 1975-12-29 | 1978-04-11 | Groupe Europeen Pour La Technique Des Turbines A Vapeur G.E.T.T. S.A. | Turbine rotor |
US4734010A (en) * | 1985-05-31 | 1988-03-29 | Bbc Brown, Boveri & Company, Limited | Damping element for independent turbomachine blades |
US5695323A (en) * | 1996-04-19 | 1997-12-09 | Westinghouse Electric Corporation | Aerodynamically optimized mid-span snubber for combustion turbine blade |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106103900A (zh) * | 2014-03-07 | 2016-11-09 | 西门子能源公司 | 具有使用高低压冷却流体的冷却系统的涡轮机翼型件 |
US9797259B2 (en) | 2014-03-07 | 2017-10-24 | Siemens Energy, Inc. | Turbine airfoil cooling system with cooling systems using high and low pressure cooling fluids |
CN105179309A (zh) * | 2015-06-24 | 2015-12-23 | 上海交通大学 | 一种压气机叶片 |
CN105179309B (zh) * | 2015-06-24 | 2018-05-29 | 上海交通大学 | 一种压气机叶片 |
CN108979735A (zh) * | 2017-05-31 | 2018-12-11 | 安萨尔多能源瑞士股份公司 | 用于燃气涡轮机的叶片和包括所述叶片的燃气涡轮机 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101445632B1 (ko) | 2014-09-29 |
KR20120092194A (ko) | 2012-08-20 |
JP5539532B2 (ja) | 2014-07-02 |
JP2013513754A (ja) | 2013-04-22 |
CN102656338B (zh) | 2015-02-04 |
US8616848B2 (en) | 2013-12-31 |
US20110142650A1 (en) | 2011-06-16 |
WO2011081761A1 (en) | 2011-07-07 |
EP2513425A1 (en) | 2012-10-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102656338A (zh) | 具有受控加载的涡轮机叶片阻尼装置 | |
CN102656339B (zh) | 一种具有受控加载的涡轮机叶片阻尼装置的涡轮机转子 | |
JP2015183691A (ja) | ガスタービンブレード | |
JP2015535569A (ja) | 排気ガスターボチャージャ | |
US11215062B2 (en) | Blade arrangement with damper for turbomachine | |
JP2009019627A (ja) | 蒸気タービン動翼 | |
RU2647170C2 (ru) | Лопаточный аппарат и соответствующий способ изготовления лопаточного аппарата | |
CN107208495B (zh) | 用于控制涡轮发动机的变距叶片的系统 | |
US9506372B2 (en) | Damping means for damping a blade movement of a turbomachine | |
CN102652207A (zh) | 用于能量转换机器的具有翼翘的导向翼片以及包括导向翼片的用于转换能量的机器 | |
USRE45690E1 (en) | Turbine blade damping device with controlled loading | |
JP2005090506A (ja) | タービン機械の動翼接合部 | |
JP2009167882A (ja) | 遠心羽根車 | |
US10871076B2 (en) | Rotating unit and steam turbine including the same | |
JP6205137B2 (ja) | 複合タービン要素のための層間応力を低下させる構成 | |
JP6259189B2 (ja) | 先端シュラウド付きブレード | |
JP2006144575A (ja) | 軸流形回転流体機械 | |
US10808722B2 (en) | Pitch control ring for a stator vane stage | |
KR102011578B1 (ko) | 버킷의 커버 구조와 이를 포함하는 로터 및 증기터빈 | |
CN105917079B (zh) | 包括用于改变运动构件的共振频率的装置的涡轮机的运动构件 | |
JP5287329B2 (ja) | ポンプインペラ | |
JP2003269104A (ja) | 緩衝支持部を有するファン動翼 | |
JP2022083817A (ja) | 蒸気タービン動翼 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150204 Termination date: 20161201 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |