EP1136653A2 - Blading with damping elements - Google Patents
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- EP1136653A2 EP1136653A2 EP01105747A EP01105747A EP1136653A2 EP 1136653 A2 EP1136653 A2 EP 1136653A2 EP 01105747 A EP01105747 A EP 01105747A EP 01105747 A EP01105747 A EP 01105747A EP 1136653 A2 EP1136653 A2 EP 1136653A2
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- EP
- European Patent Office
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- blade
- damping element
- region
- area
- rotor
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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
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/04—Antivibration arrangements
- F01D25/06—Antivibration arrangements for preventing blade vibration
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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
- F01D5/22—Blade-to-blade connections, e.g. for damping 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
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- 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
Definitions
- the present invention relates to blading with damping elements, a rotor and am
- the circumference of the rotor is inserted in the radial direction extending blades with blade platform and blade base includes. At least between some of each a damping element is arranged adjacent to blades, that with a rotation of the rotor via friction with at least a first area of a first and a second region of a second one of the neighboring ones Buckets communicates.
- Such blading is used in particular at Turbomachines such as gas turbines are used.
- the single ones Blades consist of the blade, the bucket platform, the bucket neck and the Blade foot, which in corresponding recesses on the circumference of the rotor is used.
- the present invention relates to blading with damping elements that reduce these vibrations.
- Such blading with damping elements is described for example in US 5,156,528.
- the edge regions form more adjacent ones Bucket platforms one in the radial direction tapering recess into which the damping element is pressed by the centrifugal force.
- the damping element is so similar to that in its geometric form Shape of this recess is adapted to that when operating the blading in this recess is present.
- the smallest distance between the neighboring ones Bucket platforms are of course smaller than the dimensions of the damping element, so that this cannot separate itself from the blading.
- the object of the present invention is in providing blading with damping elements, where the damping elements between neighboring blades work and even at low Vibration modes cause sufficient damping.
- the present blading points in known Way a rotor and inserted on the circumference of the rotor, blades extending in the radial direction with shovel platform, shovel neck and shovel foot on, at least between some of each neighboring Paddles arranged a damping element is that when the rotor rotates via friction with at least a first area of a first and a second area of a second of the neighboring Buckets communicates.
- the blading is characterized in that the damping element so designed and between the first and the second Shovel is arranged that the first area and the second area clearly in the radial direction from each other spaced positions.
- the Relative movement of the surfaces of the Damping element and the respective blades low vibration modes can be increased that the areas of contact, lines of contact or points of contact with the neighboring blades radially spaced apart.
- This radial distance increases the relative movements at low vibration modes, so one stronger energy dissipation and thus a better and more effective vibration damping can be achieved.
- This technique is therefore particularly useful for small relative movements adjacent blades or at low Vibration modes, as they often occur, of great Advantage.
- this technique also stronger relative movements or higher vibration modes can be damped well.
- the present damping element is as well as the known damping elements of the stand of technology, formed from a rigid body, the due to the centrifugal forces acting on the rotation pressed against the first and second area becomes. In this position, part of the energy becomes a vibration movement in friction work on the damping element implemented.
- the distance in radial Direction should be at least a third of the distance from the top of one Bucket platform up to the surface of the rotor circumference is present. This gap is determined by the thickness of the Blade platform and an upper area of the blade root, the scoop neck. The lower area of the blade root is in the holder or recess inserted on the circumference of the rotor. One too small distance between the first and second area leads to low vibration modes the vibration energy is insufficient in friction energy can be converted.
- the damping element be dimensioned so that it when operating the blading only in the desired Position pressed against the neighboring blades becomes.
- the damping element has a cross section preferably an elongated shape in the radial plane with a length that is greater than the distance between neighboring ones Blade feet in the circumferential direction of the rotor.
- the damping element can be between insert the blades that there is one end at the Underside of the platform that a bucket is resting on, while the other end is at a significantly different radial position against the blade root the other neighboring shovel pushes.
- the shape or Configuration of the damping elements in the axial direction that is in the direction parallel to the axis of the rotor, can be both straight and curved. This applies to everyone in the arrangement according to the invention usable damping elements.
- In the radial position is the distance of one in the present application To understand the point to the rotor axis in a radial plane.
- a radial plane makes a plane perpendicular to the rotor axis.
- the damping elements can be particularly advantageous Use when your focus is close to first or second range. Through this required asymmetry of the damping element achieve that the vibration energy at a Relative movement between adjacent blades only at the contact area with the damping element converts into frictional energy, which is further from the center of gravity of the damping element is removed than the other Contact area. By choosing a focus of the damping element as close as possible to one of these Contact areas occur at this area no or very little frictional movement on. This leads to an increase in effectiveness of energy conversion.
- the damping element has a widened at one end Range on which between the operation of the rotor both platforms is pressed and thus like one Damping element according to the state mentioned at the beginning works.
- the dimensions of this widened area and the shape of the edge areas of the platforms should be suitably matched to one another.
- the invention Damping element has one of these widened area outgoing foothills on the up to one clearly in the radial direction from the Platforms spaced area of the blade root enough.
- the distribution of the center of gravity in the damping element is chosen so that the end of the foothills pressed against the blade root during operation of the rotor becomes.
- the damping properties the known elements of the stand the technology combined with the damping properties, as with the damping elements shown above can be achieved.
- the damping element At the first and / or second areas of the Blade feet or blade platforms are preferred Depressions or grooves provided in which the damping element can be used or in rotary operation engages, and the movement of the damping element prevent in the axial direction.
- the damping element should be the first and the second area as large a distance as possible have in the radial direction. The maximum distance is made possible by the first area at or just below the platform of the first blade and just above the rotor surface on the blade neck the second blade is in contact.
- the damping element extends quasi diagonally in the radial plane over the one present between adjacent blade roots Space. The best damping effect can can of course only be achieved if between all neighboring blades of the blading Damping elements are arranged.
- the mass, focus distribution, Shape and the material of the damping element depending on the desired damping properties and the properties of the rotor and the Number of blades selected.
- FIG. 1 shows a first example of an embodiment of the blading according to the invention in the detail.
- a section through the blading parallel to the rotor axis is shown in the left part of the figure.
- the cutting plane contains the rotor axis.
- the rotor 5 can be seen, into which the blade root 8 of a blade 6 is inserted in a manner known per se.
- the blade neck 14 and the blade platform 7 extend between the blade blade 10, which is only indicated, and the rotor 5.
- the same arrangement is shown in the right part of the figure in a section perpendicular to the rotor axis, that is to say in a radial plane.
- a section of the rotor 5 with two inserted blades 6 (blade i; adjacent blade i + 1) with the blade platforms 7 and the blade necks 14 protruding from the rotor can also be seen here.
- a damping element 9 is arranged between the adjacent blades, which is shown again in a perspective view in the top right corner.
- This damping element has an elongated, stick-like shape in cross section in the radial plane, so that its center of gravity 12 is clearly shifted towards one end.
- the arrangement of this damping element 9 during operation of the blading that is to say when the rotor rotates, is shown.
- One end of the damping element is pressed against the contact areas 1 and 2 of the blade neck or the blade platform of the right blade while the other end abuts the contact area 3 of the left blade.
- these contact areas can be 9 surfaces, points or lines. In the present example it is a linear contact. In the left part of the figure, this linear contact is indicated by the connecting lines between points 1, 2 and 3 and points 1 ', 2' and 3 '.
- a groove 11 on the scoop neck 14 can also be seen, in which the damping element is arranged, thereby preventing axial movements of the damping element.
- the damping element 9 is designed such that it can only be in contact with the contact areas 1, 2 and 3 in the position shown when the rotor is in operation. In the idle state, the damping element initially rests on the rotor 5 with the widened region and is forced into the position shown by the centrifugal force during a rotational movement.
- the dimensions of the damping element are chosen such that the smallest possible distance 13 to the rotor surface remains.
- the transition between the bucket neck 14 and the bucket platform 7 also be rounded, so the damping element 9 in a form-fitting manner in these areas can concern.
- FIG. 2 shows a further embodiment of the blading according to the invention.
- the damping element 9 is designed with a widened region on one side, which is pressed between a recess formed by the spaced-apart blade platforms 7 during operation of the rotor.
- This can be seen in the right part of the figure, wherein in addition to a contact with the right vane platform in area 1, there is also a contact with the left vane platform in area 4.
- This achieves the effect of the damping elements known from the prior art, which act in the same way on the blade platforms at the same height.
- the present damping element does not only consist of this widened area which engages between the two blades.
- the damping element has an elongated shape or an extension in the radial plane, as shown, a lower region being in contact with the left vane neck in region 3.
- the center of gravity 12 of the damping element 9 must lie in the circumferential direction between the contact point 2 and the contact point 3, since the damping element is then only pressed against the left blade neck by the centrifugal force in the manner shown.
- the geometric shape of the damping element 9 used in this exemplary embodiment is shown again in a perspective view in the upper right part of the figure. The recognizable asymmetry is necessary in this case in order to achieve the frictional connection with the illustrated contact points or contact surfaces 1, 3 and 4 under the action of the centrifugal force.
- the damping element 9 is dimensioned such that it is only a short distance 13 from the rotor 5. In the present case, this small distance enables a large distance - in the radial direction - between the contact area 3 and the contact area 1. This clear distance is advantageous for achieving the effect according to the invention.
- the effect of the damping element 9 known from the prior art on the two adjacent platforms 7 can also be achieved via the contact surfaces 1 and 4 by a different design of the edge regions of the platforms or the upper end of the damping element 9. It is essential in this embodiment that the damping element extends towards the rotor in order to achieve frictional contact with the contact surface 3 during operation.
- the vibration of the blading is damped simultaneously in all three areas 1, 3 and 4.
- a groove 11 is provided in the blade platform 7, as is indicated in the left part of the figure.
- FIG. 3 finally shows a further embodiment of the blading according to the invention, the same cross-sectional views being shown here as in FIG. 1.
- the damping element 9 has an angled shape which approximately corresponds to that of a golf club. With this shape, two essentially parallel surfaces are provided on the damping element 9, a first of which rests on the underside of the blade platform 7 in area 1, while a second rests on the underside of a projection on the adjacent shovel neck 14 (contact area 3).
- the illustration relates to the operating state of the blading, in which the damping element 9 is pressed against the surfaces 1 and 3 by the centrifugal force.
- the damping element 9 is dimensioned such that the smallest possible distances 13 to the rotor 5 or to the left blade neck 14 occur.
- the center of gravity 12 in the lower region of the damping element that is to say close to the contact surface 3
- the reaction force acting on the contact surface 3 when the two adjacent blades 6 move relative to one another is very much greater than the force acting on the contact surface 1.
- an oscillation of the blades at area 1 is converted into friction energy.
- a frictional movement in area 3 should be prevented or minimized. This is achieved by the asymmetrical design for shifting the center of gravity as close as possible to area 3.
- reaction forces are shown in the lower part of the figure again on an enlarged view of the damping element 9 and the adjacent blade platforms or blade necks.
- the reaction force R1 acting on the contact surface 1 is substantially smaller than the reaction force R3 acting on the contact surface 3. This distribution of forces results from the position of the center of gravity 12, at which the centrifugal force N acts, in conjunction with the ratio of the dimensions a - d indicated in the figure.
- a blade damper is realized, which is particularly effective when adjacent blades only small relative movements to each other To run. This is achieved in that the damping element on clearly different radial positions on the adjacent blades attacks.
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beschaufelung mit Dämpfungselementen, die einen Rotor sowie am Umfang des Rotors eingefügte, sich in radialer Richtung erstreckende Schaufeln mit Schaufelplattform und Schaufelfuß umfasst. Zumindest zwischen einigen von jeweils benachbarten Schaufeln ist ein Dämpfungselement angeordnet, das bei einer Rotation des Rotors über Reibschluss mit zumindest einem ersten Bereich einer ersten und einem zweiten Bereich einer zweiten der jeweils benachbarten Schaufeln in Verbindung steht.The present invention relates to blading with damping elements, a rotor and am The circumference of the rotor is inserted in the radial direction extending blades with blade platform and blade base includes. At least between some of each a damping element is arranged adjacent to blades, that with a rotation of the rotor via friction with at least a first area of a first and a second region of a second one of the neighboring ones Buckets communicates.
Derartige Beschaufelungen werden insbesondere bei Strömungsmaschinen wie Gasturbinen eingesetzt. Die einzelnen Schaufeln bestehen hierbei aus dem Schaufelblatt, der Schaufelplattform, dem Schaufelhals und dem Schaufelfuß, der in entsprechende Ausnehmungen am Umfang des Rotors eingesetzt wird. Beim Betrieb der Beschaufelung entstehen aufgrund verschiedener Anregungsmechanismen unerwünschte Schwingungen, die zu einer frühzeitigen Materialermüdung und damit zu einer verkürzten Lebensdauer der Beschaufelung führen können. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beschaufelung mit Dämpfungselementen, die diese Vibrationen vermindern. Such blading is used in particular at Turbomachines such as gas turbines are used. The single ones Blades consist of the blade, the bucket platform, the bucket neck and the Blade foot, which in corresponding recesses on the circumference of the rotor is used. When operating the blading arise due to various excitation mechanisms unwanted vibrations that lead to a early material fatigue and thus to a shortened Can lead to the lifespan of the blading. The present invention relates to blading with damping elements that reduce these vibrations.
Zur Verminderung der Vibrationen der Beschaufelung werden bereits bisher Dämpfungselemente eingesetzt, die zwischen den einzelnen Schaufeln wirken. Bei diesen Dämpfungselementen handelt es sich in der Regel um lose Körper, die im Ruhezustand zunächst zwischen den Schaufelhälsen am Rotor aufliegen und beim Betrieb des Rotors aufgrund der einwirkenden Zentrifugalkraft in radialer Richtung gegen die Schaufelplattformen benachbarter Schaufeln gedrückt werden. Hierdurch kann die kinetische Energie einer aufgrund von Vibrationen hervorgerufenen Relativbewegung zwischen den Schaufeln in Reibungsenergie zwischen den jeweiligen Schaufelplattformen und dem reibschlüssig anliegenden Dämpfungselement umgewandelt werden. Dies dämpft die Schwingungen und führt zu einer verminderten Schwingungsbelastung der Beschaufelung.To reduce the vibrations of the blading damping elements are already used, the act between the individual blades. With these Damping elements are usually loose Bodies that are initially at rest between the blade necks rest on the rotor and when operating the rotor due to the acting centrifugal force in radial Direction against the blade platforms neighboring Buckets are pressed. This allows the kinetic energy of one caused by vibrations Relative movement between the blades in Frictional energy between the respective blade platforms and the frictionally applied damping element being transformed. This dampens the vibrations and leads to a reduced vibration load the blading.
Eine derartige Beschaufelung mit Dämpfungselementen ist beispielsweise in der US 5,156,528 beschrieben. Bei dieser Anordnung bilden die Randbereiche benachbarter Schaufelplattformen eine sich in radialer Richtung verjüngende Ausnehmung, in die das Dämpfungselement durch die Zentrifugalkraft gedrückt wird. Das Dämpfungselement ist in seiner geometrischen Form so an die Form dieser Ausnehmung angepasst, dass es beim Betrieb der Beschaufelung reibschlüssig in dieser Ausnehmung anliegt. Der kleinste Abstand zwischen den benachbarten Schaufelplattformen ist dabei selbstverständlich geringer als die Dimensionen des Dämpfungselementes, so dass sich dieses nicht von der Beschaufelung lösen kann. Bei einer Relativbewegung zwischen den benachbarten Schaufein wird die Bewegungsenergie in an den Berührungsflächen zum Dämpfungselement auftretende Reibungsenergie umgesetzt.Such blading with damping elements is described for example in US 5,156,528. With this arrangement, the edge regions form more adjacent ones Bucket platforms one in the radial direction tapering recess into which the damping element is pressed by the centrifugal force. The damping element is so similar to that in its geometric form Shape of this recess is adapted to that when operating the blading in this recess is present. The smallest distance between the neighboring ones Bucket platforms are of course smaller than the dimensions of the damping element, so that this cannot separate itself from the blading. At a relative movement between the neighboring showers the kinetic energy in at the contact surfaces friction energy occurring to the damping element implemented.
Neben der in dieser Druckschrift dargestellten im
Querschnitt dreieckigen Form des Dämpfungselementes
sind auch andere geometrische Formen bekannt, mit denen
zu benachbarten Schaufelplattformen Reibschluss hergestellt
werden kann. Ein Nachteil dieses Systems besteht
jedoch darin, dass nur bestimmte höhere Schwingungsmoden
der Beschaufelung ausreichend effektiv in Reibungsenergie
umgesetzt werden.
Eine Beschaufelung besteht in der Regel aus 30 bis
200 Schaufeln. Sie können in einer Vielzahl von Schwingungsmoden
angeregt werden. So ergeben sich bei einer
Beschaufelung mit N Schaufeln N/2+1 unterschiedliche
Eigenschwingungen bzw. Moden in Umfangsrichtung des Rotors.
Die Schwingungsdifferenz zwischen benachbarten
Schaufel ist dabei umso größer, je höher die auftretende
Schwingungsmode ist. So treten bei niedrigen Schwingungsmoden
nur sehr geringe Relativbewegungen zwischen
benachbarten Schaufeln auf, während diese bei hohen
Schwingungsmoden sehr groß werden. Bei einer Schwingungsdämpfung
durch Umwandlung der Schwingungsenergie
in Reibung ist eine möglichst starke Relativbewegung
der gegeneinander reibenden Flächen von Vorteil. Die
oben genannte Technik der zwischen zwei benachbarten
Schaufeln wirkenden Dämpfungselemente ist daher nur
dann effektiv, wenn die Schwingungsdifferenz zwischen
benachbarten Schaufeln groß ist. Die aus dem Stand der
Technik in diesem Zusammenhang bekannten Systeme sind
aus diesem Grund nur für hohe Schwingungsmoden vorteilhaft
einsetzbar. Die in der Praxis auftretenden Resonanzen
rotierender Turbinenschaufeln liegen jedoch in
der Regel im Bereich der niedrigsten Schwingungsmoden,
so dass die obigen Dämpfungselemente hier keine ausreichende
Wirkung zeigen.In addition to the triangular cross-sectional shape of the damping element shown in this publication, other geometric shapes are also known, with which frictional engagement can be produced with neighboring blade platforms. A disadvantage of this system, however, is that only certain higher vibration modes of the blading are converted into friction energy with sufficient effectiveness.
Blading usually consists of 30 to 200 blades. They can be excited in a variety of vibration modes. When there are blades with N blades, N / 2 + 1 there are different natural vibrations or modes in the circumferential direction of the rotor. The higher the vibration mode, the greater the difference in vibration between adjacent blades. For example, in the case of low vibration modes, there are only very small relative movements between adjacent blades, while these become very large in the case of high vibration modes. In the case of vibration damping by converting the vibration energy into friction, the strongest possible relative movement of the surfaces rubbing against one another is advantageous. The above-mentioned technique of the damping elements acting between two adjacent blades is therefore only effective if the oscillation difference between adjacent blades is large. For this reason, the systems known from the prior art in this context can only be used advantageously for high vibration modes. However, the resonances of rotating turbine blades that occur in practice are generally in the range of the lowest vibration modes, so that the above damping elements do not have a sufficient effect here.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Beschaufelung mit Dämpfungselementen bereitzustellen, bei der die Dämpfungselemente zwischen benachbarten Schaufeln wirken und auch bei niedrigen Schwingungsmoden eine ausreichende Dämpfung bewirken.The object of the present invention is in providing blading with damping elements, where the damping elements between neighboring blades work and even at low Vibration modes cause sufficient damping.
Die Aufgabe wird mit der Beschaufelung gemäß Patentanspruch
1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der
Beschaufelung sind Gegenstand der Unteransprüche.The task is with the blading according to
Die vorliegende Beschaufelung weist in bekannter Weise einen Rotor sowie am Umfang des Rotors eingefügte, sich in radialer Richtung erstreckende Schaufeln mit Schaufelplattform, Schaufelhals und Schaufelfuß auf, wobei zumindest zwischen einigen von jeweils benachbarten Schaufeln ein Dämpfungselement angeordnet ist, das bei einer Rotation des Rotors über Reibschluss mit zumindest einem ersten Bereich einer ersten und einem zweiten Bereich einer zweiten der jeweils benachbarten Schaufeln in Verbindung steht. Die Beschaufelung zeichnet sich dadurch aus, dass das Dämpfungselement so ausgestaltet und zwischen der ersten und der zweiten Schaufel angeordnet ist, dass der erste Bereich und der zweite Bereich an in radialer Richtung deutlich voneinander beabstandeten Positionen liegen. The present blading points in known Way a rotor and inserted on the circumference of the rotor, blades extending in the radial direction with shovel platform, shovel neck and shovel foot on, at least between some of each neighboring Paddles arranged a damping element is that when the rotor rotates via friction with at least a first area of a first and a second area of a second of the neighboring Buckets communicates. The blading is characterized in that the damping element so designed and between the first and the second Shovel is arranged that the first area and the second area clearly in the radial direction from each other spaced positions.
Erfindungsgemäß wurde hierbei erkannt, dass die Relativbewegung der aufeinander reibenden Flächen des Dämpfungselementes und der jeweiligen Schaufeln bei niedrigen Schwingungsmoden dadurch erhöht werden kann, dass die Berührungsflächen, Berührungslinien oder Berührungspunkte mit den jeweils benachbarten Schaufeln radial deutlich voneinander beabstandet gewählt werden. Durch diesen radialen Abstand erhöhen sich die Relativbewegungen bei niedrigen Schwingungsmoden, so dass eine stärkere Energiedissipation und damit eine bessere und effektivere Schwingungsdämpfung erzielt werden kann. Diese Technik ist daher insbesondere bei kleinen Relativbewegungen benachbarter Schaufeln bzw. bei niedrigen Schwingungsmoden, wie sie häufig auftreten, von großem Vorteil. Es versteht sich jedoch von selbst, dass mit dieser Technik ebenso stärkere Relativbewegungen bzw. höhere Schwingungsmoden gut gedämpft werden können.According to the invention, it was recognized that the Relative movement of the surfaces of the Damping element and the respective blades low vibration modes can be increased that the areas of contact, lines of contact or points of contact with the neighboring blades radially spaced apart. This radial distance increases the relative movements at low vibration modes, so one stronger energy dissipation and thus a better and more effective vibration damping can be achieved. This technique is therefore particularly useful for small relative movements adjacent blades or at low Vibration modes, as they often occur, of great Advantage. However, it goes without saying that with this technique also stronger relative movements or higher vibration modes can be damped well.
Unter dem ersten bzw. zweiten Bereich sind hierbei sowohl Flächen, Linien wie auch Punkte zu verstehen, da die Art der Berührung zwischen dem Dämpfungselement und den Schaufeln von der Oberflächenform der jeweiligen Partner sowie vom Betriebszustand der Anordnung, d.h. von Drehzahl, Temperatur, Verschleiß und Ablagerungen, abhängt. Das vorliegende Dämpfungselement ist dabei, ebenso wie die bekannten Dämpfungselemente des Standes der Technik, aus einem starren Körper gebildet, der aufgrund der bei der Rotation einwirkenden Zentrifugalkräfte gegen den ersten und zweiten Bereich gepresst wird. In dieser Position wird dann ein Teil der Energie einer Vibrationsbewegung in Reibungsarbeit am Dämpfungselement umgesetzt. Below are the first and second area respectively to understand both surfaces, lines and points, because the type of contact between the damping element and the blades of the surface shape of each Partner and the operating status of the arrangement, i.e. of speed, temperature, wear and deposits, depends. The present damping element is as well as the known damping elements of the stand of technology, formed from a rigid body, the due to the centrifugal forces acting on the rotation pressed against the first and second area becomes. In this position, part of the energy becomes a vibration movement in friction work on the damping element implemented.
Für die Erzielung einer optimalen Dämpfungswirkung, das heißt einer effektiven Dissipation der Vibrationsenergie niedriger Schwingungsmoden, müssen der erste und zweite Bereich in radialer Richtung möglichst weit voneinander beabstandet sein. Der Abstand in radialer Richtung sollte hierbei zumindest ein Drittel des Abstandes betragen, der von der Oberseite einer Schaufelplattform bis zur Oberfläche des Rotorumfangs vorliegt. Dieser Zwischenraum wird von der Dicke der Schaufelplattform und einem oberen Bereich des Schaufelfußes, dem Schaufelhals, eingenommen. Der untere Bereich des Schaufelfußes ist hierbei in der Halterung bzw. Vertiefung am Umfang des Rotors eingefügt. Ein zu geringer Abstand zwischen dem ersten und zweiten Bereich führt dazu, dass bei niedrigen Schwingungsmoden die Schwingungsenergie nicht ausreichend in Reibungsenergie umgewandelt werden kann.To achieve an optimal damping effect, that is, an effective dissipation of the vibration energy lower vibration modes, must be the first and the second area in the radial direction if possible be far apart. The distance in radial Direction should be at least a third of the distance from the top of one Bucket platform up to the surface of the rotor circumference is present. This gap is determined by the thickness of the Blade platform and an upper area of the blade root, the scoop neck. The lower area of the blade root is in the holder or recess inserted on the circumference of the rotor. One too small distance between the first and second area leads to low vibration modes the vibration energy is insufficient in friction energy can be converted.
Es versteht sich von selbst, dass an den Schaufeln entsprechende Vorsprünge vorgesehen sein müssen, die ein Lösen des Dämpfungselementes während der Rotation des Rotors von der Beschaufelung verhindern. Hierzu kann einerseits die Schaufelplattform selbst dienen, andererseits könnte jedoch auch ein gesonderter Vorsprung an der Schaufel vorgesehen sein, um eine Verschiebung des Dämpfungselementes in radialer Richtung zu verhindern. Weiterhin sollte das Dämpfungselement von den Dimensionen her so ausgestaltet sein, dass es beim Betrieb der Beschaufelung nur in der gewünschten Position gegen die benachbarten Schaufeln gedrückt wird. Das Dämpfungselement hat hierfür im Querschnitt in der radialen Ebene vorzugsweise eine längliche Form mit einer Länge, die größer ist als der Abstand benachbarter Schaufelfüße in Umfangsrichtung des Rotors. Hierdurch lässt sich das Dämpfungselement so zwischen die Schaufeln einsetzen, dass es an einem Ende an der Unterseite der Plattform der einen Schaufel anliegt, während es mit dem anderen Ende an einer deutlich unterschiedlichen radialen Position gegen den Schaufelfuß der anderen benachbarten Schaufel drückt. Die Form bzw. Ausgestaltung der Dämpfungselemente in axialer Richtung, das heißt in Richtung parallel zur Achse des Rotors, kann sowohl geradlinig wie auch gekrümmt sein. Dies gilt für alle bei der erfindungsgemäßen Anordnung einsetzbaren Dämpfungselemente. Unter radialer Position ist in der vorliegenden Anmeldung der Abstand eines Punktes zur Rotorachse in einer radialen Ebene zu verstehen. Eine radiale Ebene stellt eine Ebene senkrecht zur Rotorachse dar.It goes without saying that on the blades corresponding projections must be provided loosening of the damping element during rotation prevent the rotor from blading. For this the blade platform itself can serve on the one hand, on the other hand, however, could also be a separate lead be provided on the bucket for a shift of the damping element in the radial direction to prevent. Furthermore, the damping element be dimensioned so that it when operating the blading only in the desired Position pressed against the neighboring blades becomes. For this purpose, the damping element has a cross section preferably an elongated shape in the radial plane with a length that is greater than the distance between neighboring ones Blade feet in the circumferential direction of the rotor. As a result, the damping element can be between insert the blades that there is one end at the Underside of the platform that a bucket is resting on, while the other end is at a significantly different radial position against the blade root the other neighboring shovel pushes. The shape or Configuration of the damping elements in the axial direction, that is in the direction parallel to the axis of the rotor, can be both straight and curved. This applies to everyone in the arrangement according to the invention usable damping elements. In the radial position is the distance of one in the present application To understand the point to the rotor axis in a radial plane. A radial plane makes a plane perpendicular to the rotor axis.
Es versteht sich von selbst, dass die exakte Form der Dämpfungselemente von der Form, den Dimensionen und den Abständen der einzelnen Schaufeln der Beschaufelung abhängig ist. Der Fachmann ist hierbei durchaus in der Lage, geeignete Formen der Dämpfungselemente zu finden, die die erfindungsgemäßen Vorgaben erfüllen. Einige Grundformen für geeignete Dämpfungselemente sind in den nachfolgend angegebenen Ausführungsbeispielen dargestellt.It goes without saying that the exact form of the damping elements on the form, the dimensions and the spacing of the individual blades of the blading is dependent. The specialist is quite in the Able to find suitable forms of damping elements, that meet the requirements of the invention. Some Basic forms for suitable damping elements are in the shown below.
Besonders vorteilhaft lassen sich die Dämpfungselemente dann einsetzen, wenn ihr Schwerpunkt nahe am ersten oder zweiten Bereich liegt. Durch die hierfür erforderliche Asymmetrie des Dämpfungselementes lässt sich erreichen, dass sich die Vibrationsenergie bei einer Relativbewegung zwischen benachbarten Schaufeln nur an jeweils dem Kontaktbereich mit dem Dämpfungselement in Reibungsenergie umwandelt, der weiter vom Schwerpunkt des Dämpfungselementes entfernt ist, als der andere Kontaktbereich. Durch eine Wahl des Schwerpunktes des Dämpfungselementes möglichst nahe an einem dieser Kontakt- bzw. Berührungsbereiche tritt an diesem Bereich keine oder nur eine sehr geringe Reibungsbewegung auf. Dies führt zu einer Steigerung der Effektivität der Energieumwandlung.The damping elements can be particularly advantageous Use when your focus is close to first or second range. Through this required asymmetry of the damping element achieve that the vibration energy at a Relative movement between adjacent blades only at the contact area with the damping element converts into frictional energy, which is further from the center of gravity of the damping element is removed than the other Contact area. By choosing a focus of the damping element as close as possible to one of these Contact areas occur at this area no or very little frictional movement on. This leads to an increase in effectiveness of energy conversion.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Dämpfungselement einen an einem Ende verbreiterten Bereich auf, der beim Betrieb des Rotors zwischen beide Plattformen gedrückt wird und somit wie ein Dämpfungselement gemäß dem eingangs genannten Stand wirkt. Die Dimensionen dieses verbreiterten Bereiches und die Form der Randbereiche der Plattformen sollten hierbei geeignet aufeinander abgestimmt sein. Das erfindungsgemäße Dämpfungselement weist einen von diesem verbreiterten Bereich ausgehenden Ausläufer auf, der bis an einen deutlich in radialer Richtung von den Plattformen beabstandeten Bereich des Schaufelfußes reicht. Die Schwerpunktverteilung im Dämpfungselement wird hierbei so gewählt, dass das Ende des Ausläufers beim Betrieb des Rotors gegen den Schaufelfuß gedrückt wird. Bei dieser Ausführungsform werden somit die Dämpfungseigenschaften der bekannten Elemente des Standes der Technik mit den Dämpfungseigenschaften kombiniert, wie sie mit den vorangehend dargestellten Dämpfungselementen erreicht werden.In a further advantageous embodiment the damping element has a widened at one end Range on which between the operation of the rotor both platforms is pressed and thus like one Damping element according to the state mentioned at the beginning works. The dimensions of this widened area and the shape of the edge areas of the platforms should be suitably matched to one another. The invention Damping element has one of these widened area outgoing foothills on the up to one clearly in the radial direction from the Platforms spaced area of the blade root enough. The distribution of the center of gravity in the damping element is chosen so that the end of the foothills pressed against the blade root during operation of the rotor becomes. In this embodiment, the damping properties the known elements of the stand the technology combined with the damping properties, as with the damping elements shown above can be achieved.
An den ersten und/oder zweiten Bereichen der Schaufelfüße bzw. Schaufelplattformen sind vorzugsweise Vertiefungen bzw. Nuten vorgesehen, in die das Dämpfungselement eingesetzt werden kann bzw. beim Rotationsbetrieb eingreift, und die eine Bewegung des Dämpfungselementes in axialer Richtung verhindern. Für eine optimale Wirkung des Dämpfungselementes sollten der erste und der zweite Bereich einen möglichst großen Abstand in radialer Richtung aufweisen. Der maximale Abstand wird dadurch ermöglicht, dass der erste Bereich an bzw. knapp unterhalb der Plattform der ersten Schaufel und knapp oberhalb der Rotoroberfläche am Schaufelhals der zweiten Schaufel anliegt. Das Dämpfungselement erstreckt sich hierbei in radialer Ebene quasi diagonal über den zwischen benachbarten Schaufelfüßen vorliegenden Zwischenraum. Die beste Dämpfungswirkung kann selbstverständlich nur dann erzielt werden, wenn zwischen allen benachbarten Schaufeln der Beschaufelung Dämpfungselemente angeordnet sind. Die Masse, Schwerpunktsverteilung, Form sowie das Material des Dämpfungselementes werden je nach gewünschten Dämpfungseigenschaften und den Eigenschaften des Rotors sowie der Anzahl der Schaufeln gewählt.At the first and / or second areas of the Blade feet or blade platforms are preferred Depressions or grooves provided in which the damping element can be used or in rotary operation engages, and the movement of the damping element prevent in the axial direction. For one optimal effect of the damping element should be the first and the second area as large a distance as possible have in the radial direction. The maximum distance is made possible by the first area at or just below the platform of the first blade and just above the rotor surface on the blade neck the second blade is in contact. The damping element extends quasi diagonally in the radial plane over the one present between adjacent blade roots Space. The best damping effect can can of course only be achieved if between all neighboring blades of the blading Damping elements are arranged. The mass, focus distribution, Shape and the material of the damping element depending on the desired damping properties and the properties of the rotor and the Number of blades selected.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens nochmals näher erläutert. Hierbei zeigen:
- Fig. 1
- ein erstes Beispiel eines Ausschnitts einer erfindungsgemäßen Beschaufelung in zwei Querschnittsansichten;
- Fig. 2
- ein zweites Beispiel eines Ausschnitts einer erfindungsgemäßen Beschaufelung in zwei Querschnittsansichten; und
- Fig. 3
- ein drittes Beispiel eines Ausschnitts einer erfindungsgemäßen Beschaufelung in zwei Querschnittsansichten.
- Fig. 1
- a first example of a section of a blading according to the invention in two cross-sectional views;
- Fig. 2
- a second example of a section of a blading according to the invention in two cross-sectional views; and
- Fig. 3
- a third example of a section of a blading according to the invention in two cross-sectional views.
Figur 1 zeigt ein erstes Beispiel einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Beschaufelung im Ausschnitt.
Hierbei ist im linken Teil der Abbildung ein
Schnitt durch die Beschaufelung parallel zur Rotorachse
dargestellt. Die Schnittebene beinhaltet die Rotorachse.
In dieser Teilabbildung ist der Rotor 5 zu erkennen,
in den der Schaufelfuß 8 einer Schaufel 6 auf an
sich bekannte Weise eingefügt ist. Zwischen dem nur andeutungsweise
dargestellten Schaufelblatt 10 und dem
Rotor 5 erstrecken sich der Schaufelhals 14 sowie die
Schaufelplattform 7. Die gleiche Anordnung ist im rechten
Teil der Figur in einem Schnitt senkrecht zur Rotorachse,
das heißt in einer radialen Ebene dargestellt.
Hierbei ist ebenfalls ein Ausschnitt aus dem Rotor 5
mit zwei eingesetzten Schaufeln 6 (Schaufel i; benachbarte
Schaufel i+1) mit den Schaufelplattformen 7 und
den aus dem Rotor herausstehenden Schaufelhälsen 14 zu
erkennen.
In diesem Beispiel ist ein Dämpfungselement 9 zwischen
den benachbarten Schaufeln angeordnet, das in
perspektivischer Darstellung nochmals in der rechten
oberen Ecke abgebildet ist. Dieses Dämpfungselement hat
im Querschnitt in der radialen Ebene eine längliche,
knüppelartige Form, so dass deren Schwerpunkt 12 deutlich
zu einem Ende hin verlagert ist. Im rechten Teil
der Figur ist die Anordnung dieses Dämpfungselementes 9
beim Betrieb der Beschaufelung, das heißt bei einer Rotation
des Rotors dargestellt. Die auf den Schwerpunkt
12 wirkende Zentrifugalkraft, die in radialer Richtung
wirkt, drückt das Dämpfungselement 9 in der gezeigten
Orientierung gegen die benachbarten Schaufeln 6. Ein
Ende des Dämpfungselementes wird hierbei gegen die Kontaktbereiche
1 und 2 des Schaufelhalses bzw. der Schaufelplattform
der rechten Schaufel gedrückt, während das
andere Ende am Kontaktbereich 3 der linken Schaufel anliegt.
Diese Kontaktbereiche können je nach Oberflächenform
des Dämpfungselementes 9 Flächen, Punkte oder
Linien sein. Im vorliegenden Beispiel handelt es sich
um eine linienförmige Berührung. Im linken Teil der Abbildung
ist diese linienförmige Berührung durch die
Verbindungslinien zwischen den Punkten 1, 2 und 3 und
den Punkten 1', 2' und 3' angedeutet. In dieser Teilabbildung
ist ebenfalls eine Nut 11 am Schaufelhals 14 zu
erkennen, in welcher das Dämpfungselement angeordnet
ist, wodurch axiale Bewegungen des Dämpfungselementes
verhindert werden.
Das Dämpfungselement 9 ist im vorliegenden Beispiel
so ausgestaltet, dass es nur in der gezeigten Position
beim Betrieb des Rotors an den Berührungsbereichen
1, 2 und 3 anliegen kann. Das Dämpfungselement
liegt hierbei im Ruhezustand zunächst mit dem verbreiterten
Bereich am Rotor 5 an und wird bei einer Rotationsbewegung
durch die Zentrifugalkraft in die dargestellte
Position gezwungen. Für eine optimale Wirkung
des Dämpfungselementes im Sinne der vorliegenden Erfindung
werden die Dimensionen des Dämpfungselementes so
gewählt, dass ein möglichst geringer Abstand 13 zur Rotoroberfläche
verbleibt. Auf diese Weise wird auch die
gewünschte Position des Dämpfungselementes beim Betrieb
des Rotors zuverlässig sichergestellt.
Beim Betrieb des Rotors wirken Reibungs- bzw. Reaktionskräfte
auf die Bereiche 1, 2 und 3 ein. Die Größe
dieser Kräfte hängt von der Masse, den Dimensionen
und der radialen Position des Dämpfungselementes sowie
von der Rotationsgeschwindigkeit des Rotors ab. Im vorliegenden
Fall, bei dem der Schwerpunkt des Dämpfungselementes
nahe am Berührungsbereich 3 liegt, ist die
dort wirkende Reaktionskraft am größten, so dass an
dieser Stelle 3 kaum eine Relativbewegung zwischen dem
Dämpfungselement 9 und dem Schaufelhals 14 stattfindet.
Bei einer Vibrationsbewegung zwischen beiden dargestellten
Schaufeln wird die Vibrationsenergie an den
entsprechenden Berührungsbereichen 1 und 2 in Reibung
umgesetzt.Figure 1 shows a first example of an embodiment of the blading according to the invention in the detail. Here, a section through the blading parallel to the rotor axis is shown in the left part of the figure. The cutting plane contains the rotor axis. In this partial illustration, the
In this example, a damping
In the present example, the damping
When operating the rotor, friction or reaction forces act on
Selbstverständlich kann im vorliegenden Beispiel
der Übergang zwischen Schaufelhals 14 und Schaufelplattform
7 auch abgerundet ausgestaltet sein, damit
das Dämpfungselement 9 formschlüssig an diesen Bereichen
anliegen kann.Of course, in the present example
the transition between the
Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Beschaufelung. Bei dieser Darstellung
werden die gleichen Ansichten gezeigt wie bei der Beschaufelung
der Figur 1.
In diesem Beispiel ist das Dämpfungselement 9 mit
einem verbreiterten Bereich auf einer Seite ausgestaltet,
der beim Betrieb des Rotors zwischen eine durch
die beabstandeten Schaufelplattformen 7 gebildete Ausnehmung
gedrückt wird. Dies ist im rechten Teil der Figur
zu erkennen, wobei neben einer Berührung mit der
rechten Schaufelplattform am Bereich 1 auch eine Berührung
mit der linken Schaufelplattform am Bereich 4
stattfindet. Hiermit wird die Wirkung der aus dem Stand
der Technik bekannten Dämpfungselemente erzielt, die in
gleicher Weise auf gleicher Höhe auf die Schaufelplattformen
einwirken. Das vorliegende Dämpfungselement besteht
jedoch nicht nur aus diesem verbreiterten Bereich,
der zwischen die beiden Schaufelblätter eingreift.
Das Dämpfungselement weist vielmehr in der radialen
Ebene, wie dargestellt, eine längliche Form bzw.
einen Ausläufer auf, wobei ein unterer Bereich mit dem
linken Schaufelhals im Bereich 3 in Kontakt steht. Um
diesen Kontakt zum Bereich 3 zu ermöglichen, muss der
Schwerpunkt 12 des Dämpfungselementes 9 in Umfangsrichtung
zwischen dem Berührungspunkt 2 und dem Berührungspunkt
3 liegen, da das Dämpfungselement nur dann durch
die Zentrifugalkraft in der dargestellten Weise gegen
den linken Schaufelhals gedrückt wird.
Die geometrische Form des in diesem Ausführungsbeispiel
verwendeten Dämpfungselementes 9 ist im rechten
oberen Teil der Figur nochmals in perspektivischer
Ansicht dargestellt. Die erkennbare Asymmetrie ist in
diesem Falle erforderlich, um den Reibschluss mit den
dargestellten Berührungspunkte bzw. Berührungsflächen
1, 3 und 4 bei Einwirkung der Zentrifugalkraft zu erreichen.
Auch in diesem Fall ist das Dämpfungselement 9
so dimensioniert, dass es nur einen geringen Abstand 13
zum Rotor 5 aufweist. Dieser geringe Abstand ermöglicht
im vorliegenden Fall einen großen Abstand - in radialer
Richtung - zwischen dem Berührungsbereich 3 und dem Berührungsbereich
1. Dieser deutliche Abstand ist für das
Erreichen der erfindungsgemäßen Wirkung von Vorteil. Figure 2 shows a further embodiment of the blading according to the invention. The same views are shown in this representation as in the blading of FIG. 1.
In this example, the damping
The geometric shape of the damping
Selbstverständlich lässt sich die aus dem Stand
der Technik bekannte Wirkung des Dämpfungselementes 9
auf die beiden benachbarten Plattformen 7 über die Berührungsflächen
1 und 4 auch durch eine andere Ausgestaltungsform
der Randbereiche der Plattformen bzw. des
oberen Endes des Dämpfungselementes 9 erreichen. Wesentlich
bei dieser Ausführungsform ist die Erstreckung
des Dämpfungselementes zum Rotor hin, um den reibschlüssigen
Kontakt mit der Berührungsfläche 3 beim Betrieb
zu erreichen.
In diesem Beispiel wird die Schwingung der Beschaufelung
simultan an allen drei Bereichen 1, 3 und 4
gedämpft. Zur Verhinderung einer axialen Bewegung des
Dämpfungselementes ist eine Nut 11 in der Schaufelplattform
7 vorgesehen, wie sie im linken Teil der Abbildung
angedeutet ist.Of course, the effect of the damping
In this example, the vibration of the blading is damped simultaneously in all three
Figur 3 zeigt schließlich eine weitere Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Beschaufelung, wobei
auch hier die gleichen Querschnittsansichten dargestellt
sind wie in Figur 1. In diesem Beispiel weist
das Dämpfungselement 9 eine abgewinkelte Form auf, die
angenähert der eines Golfschlägers entspricht. Mit dieser
Form werden zwei im Wesentlichen zueinander parallele
Flächen am Dämpfungselement 9 bereitgestellt, von
denen eine erste an der Unterseite der Schaufelplattform
7 im Bereich 1 anliegt, während eine zweite an der
Unterseite eines Vorsprungs am benachbarten Schaufelhals
14 (Berührungsbereich 3) anliegt. Es versteht sich
von selbst, dass sich die Darstellung auf den Betriebszustand
der Beschaufelung bezieht, bei dem das Dämpfungselement
9 durch die Zentrifugalkraft gegen die
Flächen 1 bzw. 3 gedrückt wird. Auch in diesem Beispiel
ist das Dämpfungselement 9 so dimensioniert, dass möglichst
geringe Abstände 13 zum Rotor 5 bzw. zum linken
Schaufelhals 14 auftreten. Durch die Wahl des Schwerpunkts
12 im unteren Bereich des Dämpfungselementes,
das heißt nahe der Berührungsfläche 3 ist die an der
Berührungsfläche 3 wirkende Reaktionskraft bei einer
Relativbewegung der beiden benachbarten Schaufeln 6
sehr viel größer als die auf die Berührungsfläche 1
wirkende Kraft. Hierdurch wird eine Oszillation der
Schaufeln am Bereich 1 in Reibungsenergie umgesetzt.
Für eine optimale Dämpfung sollte eine Reibungsbewegung
am Bereich 3 verhindert oder minimiert werden. Dies
wird gerade durch die asymmetrische Ausgestaltung zur
Verlagerung des Schwerpunktes möglichst nahe an den Bereich
3 erreicht.
Die Reaktionskräfte sind im unteren Teil der Figur
nochmals an einer vergrößerten Darstellung des Dämpfungselementes
9 und der benachbarten Schaufelplattformen
bzw. Schaufelhälse dargestellt. Die auf die Berührungsfläche
1 wirkende Reaktionskraft R1 ist hierbei
wesentlich kleiner als die auf die Berührungsfläche 3
wirkende Reaktionskraft R3. Diese Kräfteaufteilung resultiert
aus der Lage des Schwerpunkts 12, an dem die
Zentrifugalkraft N angreift, in Verbindung mit dem in
der Figur angedeuteten Verhältnis der Dimensionen a -
d.FIG. 3 finally shows a further embodiment of the blading according to the invention, the same cross-sectional views being shown here as in FIG. 1. In this example, the damping
The reaction forces are shown in the lower part of the figure again on an enlarged view of the damping
Mit den dargestellten Ausführungsformen, aus denen der Fachmann problemlos weitere Formen von Dämpfungselementen ableiten kann, die die dargestellten Eigenschaften aufweisen, wird ein Schaufeldämpfer realisiert, der insbesondere auch dann effektiv wirkt, wenn benachbarte Schaufeln nur kleine Relativbewegungen zueinander ausführen. Dies wird dadurch erreicht, dass das Dämpfungselement an deutlich voneinander abweichenden radialen Positionen an den benachbarten Schaufeln angreift. With the illustrated embodiments, from which the specialist easily additional forms of damping elements can derive the properties shown have, a blade damper is realized, which is particularly effective when adjacent blades only small relative movements to each other To run. This is achieved in that the damping element on clearly different radial positions on the adjacent blades attacks.
- 1/21/2
- erster Kontaktbereichfirst contact area
- 33rd
- zweiter Kontaktbereichsecond contact area
- 44th
- dritter Kontaktbereichthird contact area
- 55
- Rotorrotor
- 66
- Schaufelshovel
- 77
- SchaufelplattformBucket platform
- 88th
- SchaufelfußBlade root
- 99
- DämpfungselementDamping element
- 1010th
- SchaufelblattAirfoil
- 1111
- FührungsnutGuide groove
- 1212th
- Schwerpunktmain emphasis
- 1313
- Abstand zum Rotor bzw. SchaufelblattDistance to the rotor or airfoil
- 1414
- SchaufelhalsBucket neck
Claims (11)
die einen Rotor (5) sowie am Umfang des Rotors eingefügte, sich in radialer Richtung erstreckende Schaufeln (6) mit Schaufelplattform (7), Schaufelhals (14) und Schaufelfuß (8) umfasst, wobei zumindest zwischen einigen von jeweils benachbarten Schaufeln (6) ein Dämpfungselement (9) angeordnet ist, das bei einer Rotation des Rotors (5) über Reibschluss mit zumindest einem ersten Bereich (1, 2) einer ersten und einem zweiten Bereich (3) einer zweiten der jeweils benachbarten Schaufeln (6) in Verbindung steht,
dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (9) so ausgestaltet und zwischen der ersten und der zweiten Schaufel (6) angeordnet ist, dass der erste Bereich (1, 2) und der zweite Bereich (3) an in radialer Richtung deutlich voneinander beabstandeten Positionen liegen.Blading with damping elements,
which comprises a rotor (5) and blades (6) with a blade platform (7), blade neck (14) and blade root (8) inserted in the radial direction and extending in the radial direction, at least between some of adjacent blades (6) a damping element (9) is arranged which, when the rotor (5) rotates, is connected via frictional engagement to at least a first region (1, 2) of a first and a second region (3) of a second one of the adjacent blades (6) ,
characterized in that the damping element (9) is designed and arranged between the first and the second blade (6) in such a way that the first region (1, 2) and the second region (3) lie at positions which are clearly spaced apart in the radial direction .
dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (1, 2) im oberen Drittel eines sich von der Schaufelplattform (7) bis zum Rotor (5) erstreckenden Bereiches der ersten Schaufel und der zweite Bereich (3) im unteren Drittel eines sich von der Schaufelplattform (7) bis zum Rotor (5) erstreckenden Bereiches der zweiten Schaufel liegt. Blading according to claim 1,
characterized in that the first area (1, 2) in the upper third of an area of the first blade extending from the blade platform (7) to the rotor (5) and the second area (3) in the lower third of an area extending from the blade platform ( 7) up to the rotor (5) extending area of the second blade.
dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (1, 2) an einer Unterseite der Schaufelplattform (7) der ersten und der zweite Bereich (3) am Schaufelhals (14) der zweiten Schaufel liegt.Blading according to claim 1 or 2,
characterized in that the first area (1, 2) lies on an underside of the blade platform (7) of the first and the second area (3) on the blade neck (14) of the second blade.
dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (1, 2) am Schaufelhals (14) nahe der Schaufelplattform (7) der ersten und der zweite Bereich (3) am Schaufelhals (14) der zweiten Schaufel liegt.Blading according to claim 1 or 2,
characterized in that the first area (1, 2) is located on the scoop neck (14) near the scoop platform (7) of the first and the second area (3) on the scoop neck (14) of the second scoop.
dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (1, 2) an einer Unterseite der Schaufelplattform (7) der ersten und der zweite Bereich (3) am Schaufelhals (14) der zweiten Schaufel liegt, wobei das Dämpfungselement (9) so ausgestaltet ist, dass es bei einer Rotation des Rotors (5) über Reibschluss zusätzlich mit einem dritten Bereich (4) an der Schaufelplattform (7) der zweiten Schaufel verbunden ist, der dem ersten Bereich (1, 2) gegenüberliegt.Blading according to claim 1 or 2,
characterized in that the first region (1, 2) lies on an underside of the blade platform (7) of the first and the second region (3) on the blade neck (14) of the second blade, the damping element (9) being designed in such a way that when the rotor (5) rotates, it is additionally connected via frictional engagement to a third region (4) on the blade platform (7) of the second blade, which is opposite the first region (1, 2).
dadurch gekennzeichnet, dass ein Querschnitt des Dämpfungselementes (9) in einer radialen Ebene eine längliche Form aufweist, deren Länge grösser als der Abstand zwischen benachbarten Schaufelhälsen (14) ist. Blading according to one of claims 1 to 5,
characterized in that a cross section of the damping element (9) has an elongated shape in a radial plane, the length of which is greater than the distance between adjacent blade necks (14).
dadurch gekennzeichnet, dass ein Querschnitt des Dämpfungselementes (9) in einer radialen Ebene eine abgewinkelte Form aufweist, wobei bei einer Rotation des Rotors (9) ein Endbereich des Dämpfungselementes (9) mit einer Unterseite der Schaufelplattform (7) der ersten Schaufel als erstem Bereich (1) reibschlüssig in Berührung steht und ein gegenüberliegender Endbereich des Dämpfungselementes (9) auf einer Unterseite eines am Schaufelhals (14) der zweiten Schaufel gebildeten Vorsprungs als zweitem Bereich (3) reibschlüssig aufliegt.Blading according to one of claims 1 or 2,
characterized in that a cross section of the damping element (9) has an angled shape in a radial plane, wherein when the rotor (9) rotates, an end region of the damping element (9) with an underside of the blade platform (7) of the first blade as the first region (1) is in frictional contact and an opposite end region of the damping element (9) rests as a second region (3) on a bottom side of a projection formed on the blade neck (14) of the second blade.
dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (9) derart asymmetrisch ausgestaltet ist, dass dessen Schwerpunkt (12) nahe am ersten (1, 2) oder zweiten Bereich (3) liegt.Blading according to one of claims 1 to 7,
characterized in that the damping element (9) is designed asymmetrically in such a way that its center of gravity (12) is close to the first (1, 2) or second region (3).
dadurch gekennzeichnet, dass ein Querschnitt des Dämpfungselementes (9) in einer radialen Ebene eine längliche Form mit einem verbreiterten Endbereich sowie mit einer Asymmetrie zur Längsachse aufweist, wobei der verbreiterte Endbereich breiter ist als der Abstand der benachbarten Schaufelplattformen (7).Blading according to claim 5,
characterized in that a cross section of the damping element (9) in a radial plane has an elongated shape with a widened end region and with an asymmetry to the longitudinal axis, the widened end region being wider than the distance between the adjacent blade platforms (7).
dadurch gekennzeichnet, dass Berührungsflächen zwischen dem Dämpfungselement (9) und dem ersten (1, 2) und/oder zweiten Bereich (3) als ebene Flächen ausgebildet sind. Blading according to one of claims 1 to 9,
characterized in that contact surfaces between the damping element (9) and the first (1, 2) and / or second region (3) are designed as flat surfaces.
dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (9) durch am ersten (1, 2) und/oder zweiten (3) und/oder dritten Bereich (4) ausgebildete Führungsnuten (11) an einer Bewegung senkrecht zu einer radialen Ebene gehindert wird.Blading according to one of claims 1 to 10,
characterized in that the damping element (9) is prevented from moving perpendicularly to a radial plane by guide grooves (11) formed on the first (1, 2) and / or second (3) and / or third region (4).
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