JP2003138904A - 動翼の振動低減装置及び軸流回転機械及び蒸気タービン - Google Patents
動翼の振動低減装置及び軸流回転機械及び蒸気タービンInfo
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- JP2003138904A JP2003138904A JP2001333835A JP2001333835A JP2003138904A JP 2003138904 A JP2003138904 A JP 2003138904A JP 2001333835 A JP2001333835 A JP 2001333835A JP 2001333835 A JP2001333835 A JP 2001333835A JP 2003138904 A JP2003138904 A JP 2003138904A
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- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2251/00—Material properties
- F05C2251/08—Shape memory
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- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構成で振動を抑制することができる動
翼の振動低減装置を提供する。 【解決手段】 動翼３のシュラウド５の接触反力（摩擦
反力）を圧電素子７の駆動により最適に調整し、回転数
に応じて最大の減衰力となるように摩擦反力を制御し
て、常時動翼３の減衰力が最大となる接触反力で運転を
行い、簡単な構成で振動を抑制する。
翼の振動低減装置を提供する。 【解決手段】 動翼３のシュラウド５の接触反力（摩擦
反力）を圧電素子７の駆動により最適に調整し、回転数
に応じて最大の減衰力となるように摩擦反力を制御し
て、常時動翼３の減衰力が最大となる接触反力で運転を
行い、簡単な構成で振動を抑制する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、動翼の振動低減装
置及び振動低減装置を備えた軸流回転機械及び蒸気ター
ビンに関する。
置及び振動低減装置を備えた軸流回転機械及び蒸気ター
ビンに関する。
【０００２】
【従来の技術】軸流回転機械である蒸気タービン、ガス
タービン及びブロア等では、ロータの円周方向に動翼が
設けられ、各動翼の間を流れる流体によりロータが駆動
されるようになっている。翼頂部のシール作用を得る等
のため、動翼の頂部にシュラウドを設ける機構が採用さ
れている。また、下流段側等の翼長の大きい動翼では、
動翼を三次元設計し、隣接するシュラウド同士を面接触
させ、遠心力による動翼のツイストバック（捩じれ変
形）によりシュラウドに接触反力を生じさせて摩擦力を
高め、動翼の制振を行うものが知られている。
タービン及びブロア等では、ロータの円周方向に動翼が
設けられ、各動翼の間を流れる流体によりロータが駆動
されるようになっている。翼頂部のシール作用を得る等
のため、動翼の頂部にシュラウドを設ける機構が採用さ
れている。また、下流段側等の翼長の大きい動翼では、
動翼を三次元設計し、隣接するシュラウド同士を面接触
させ、遠心力による動翼のツイストバック（捩じれ変
形）によりシュラウドに接触反力を生じさせて摩擦力を
高め、動翼の制振を行うものが知られている。
【０００３】このように、シュラウドに接触反力を生じ
させて動翼の制振を行っているが、動翼の振動は避けら
れないものである。このため、従来から、動翼の翼根部
分を振動と逆位相で加振することで動翼の振動を低減す
ることが実施されている。
させて動翼の制振を行っているが、動翼の振動は避けら
れないものである。このため、従来から、動翼の翼根部
分を振動と逆位相で加振することで動翼の振動を低減す
ることが実施されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】動翼の翼根部分を加振
する従来の振動低減装置では、本来翼の支持を行う翼根
部分を加振しているため、振動と逆の位相を付与するに
は大きな加振力が必要であり、また、振動を管理して逆
位相を常時働かせる制御が必要であった。このため、装
置が大型化すると共に制御が複雑化する問題があった。
する従来の振動低減装置では、本来翼の支持を行う翼根
部分を加振しているため、振動と逆の位相を付与するに
は大きな加振力が必要であり、また、振動を管理して逆
位相を常時働かせる制御が必要であった。このため、装
置が大型化すると共に制御が複雑化する問題があった。
【０００５】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、簡単な構成で動翼の振動を抑制することができる動
翼の振動低減装置を提供することを目的とする。
で、簡単な構成で動翼の振動を抑制することができる動
翼の振動低減装置を提供することを目的とする。
【０００６】また、本発明は上記状況に鑑みてなされた
もので、簡単な構成で動翼の振動を抑制することができ
る動翼の振動低減装置を備えた軸流回転機械及び蒸気タ
ービンを提供することを目的とする。
もので、簡単な構成で動翼の振動を抑制することができ
る動翼の振動低減装置を備えた軸流回転機械及び蒸気タ
ービンを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の動翼の振動低減装置の構成は、ロータの周方
向に翼を配列し、ロータの回転により翼に遠心力が働い
た際に隣接する翼の一部同士を接触させて摩擦力が得ら
れる回転機械の動翼の振動低減装置であって、翼の一部
同士にわたり接触状況調整手段を設けたことを特徴とす
る。
の本発明の動翼の振動低減装置の構成は、ロータの周方
向に翼を配列し、ロータの回転により翼に遠心力が働い
た際に隣接する翼の一部同士を接触させて摩擦力が得ら
れる回転機械の動翼の振動低減装置であって、翼の一部
同士にわたり接触状況調整手段を設けたことを特徴とす
る。
【０００８】また、上記目的を達成するための本発明の
動翼の振動低減装置の構成は、ロータの周方向に翼を配
列し、ロータの回転により翼に遠心力が働いた際に隣接
する翼の一部同士が接触して摩擦力が得られる回転機械
の動翼の振動低減装置であって、翼の一部同士にわたり
接触状況を調整するアクチュエータを設けたことを特徴
とする。
動翼の振動低減装置の構成は、ロータの周方向に翼を配
列し、ロータの回転により翼に遠心力が働いた際に隣接
する翼の一部同士が接触して摩擦力が得られる回転機械
の動翼の振動低減装置であって、翼の一部同士にわたり
接触状況を調整するアクチュエータを設けたことを特徴
とする。
【０００９】そして、翼の一部同士にわたり反力検出手
段を設け、反力検出手段の検出情報に応じてアクチュエ
ータを駆動させる制御手段を設けたことを特徴とする。
また、翼の一部は、頂部に設けられたシュラウドであ
り、ロータの回転により翼に遠心力が働いた際に隣接す
るシュラウド同士が接触して摩擦力が得られるように構
成され、アクチュエータはシュラウドの接触面に設けら
れていることを特徴とする。また、翼の一部は、基部側
に設けられたプラットホーム部であり、アクチュエータ
は隣接するプラットホーム部にわたり設けられているこ
とを特徴とする。また、アクチュエータは複数箇所に設
けられていることを特徴とする。
段を設け、反力検出手段の検出情報に応じてアクチュエ
ータを駆動させる制御手段を設けたことを特徴とする。
また、翼の一部は、頂部に設けられたシュラウドであ
り、ロータの回転により翼に遠心力が働いた際に隣接す
るシュラウド同士が接触して摩擦力が得られるように構
成され、アクチュエータはシュラウドの接触面に設けら
れていることを特徴とする。また、翼の一部は、基部側
に設けられたプラットホーム部であり、アクチュエータ
は隣接するプラットホーム部にわたり設けられているこ
とを特徴とする。また、アクチュエータは複数箇所に設
けられていることを特徴とする。
【００１０】上記目的を達成するための本発明の軸流回
転機械の構成は、車室側に回転自在に支持されるロータ
と、ロータの軸方向に多段に配列され請求項１乃至請求
項６のいずれか一項に記載の振動低減装置が備えられる
動翼と、動翼の間に配され車室側に保持される静翼とか
らなることを特徴とする。
転機械の構成は、車室側に回転自在に支持されるロータ
と、ロータの軸方向に多段に配列され請求項１乃至請求
項６のいずれか一項に記載の振動低減装置が備えられる
動翼と、動翼の間に配され車室側に保持される静翼とか
らなることを特徴とする。
【００１１】また、上記目的を達成するための本発明の
蒸気タービンの構成は、車室側に回転自在に支持される
ロータと、ロータの軸方向に多段に配列され請求項１乃
至請求項６のいずれか一項に記載の振動低減装置が備え
られる動翼と、動翼の間に配され車室側に保持される静
翼とからなることを特徴とする。
蒸気タービンの構成は、車室側に回転自在に支持される
ロータと、ロータの軸方向に多段に配列され請求項１乃
至請求項６のいずれか一項に記載の振動低減装置が備え
られる動翼と、動翼の間に配され車室側に保持される静
翼とからなることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１には本発明が適用される蒸気
タービンの全体構成、図２には本発明の第１実施形態例
に係る振動低減装置を備えた動翼の概略側面、図３には
図２中のIII-III 線矢視、図４には動翼の周方向からの
概念、図５にはシュラウドの接触部の断面を示してあ
る。また、図６には減衰力と接触反力との関係を示して
ある。
タービンの全体構成、図２には本発明の第１実施形態例
に係る振動低減装置を備えた動翼の概略側面、図３には
図２中のIII-III 線矢視、図４には動翼の周方向からの
概念、図５にはシュラウドの接触部の断面を示してあ
る。また、図６には減衰力と接触反力との関係を示して
ある。
【００１３】図１に示すように、蒸気タービン５１の車
室５２にはロータ１が回転自在に支持され、ロータ１の
周方向には動翼３が配列され、動翼３はロータ１の軸方
向に複数段備えられている。車室５２には動翼３の間に
配される静翼５３が保持されている。蒸気室に導入され
た蒸気は動翼３と静翼５３の間を通過して膨張されて仕
事を行なう。
室５２にはロータ１が回転自在に支持され、ロータ１の
周方向には動翼３が配列され、動翼３はロータ１の軸方
向に複数段備えられている。車室５２には動翼３の間に
配される静翼５３が保持されている。蒸気室に導入され
た蒸気は動翼３と静翼５３の間を通過して膨張されて仕
事を行なう。
【００１４】図２乃至図５に示すように、例えば、蒸気
タービン５１のロータ１の周方向にには、ディスク２を
介して動翼３が配設され、動翼３はクリスマスツリー状
の翼根部４がディスク２に固定されることでロータ１の
軸方向に多段にわたって設けられている（図示例では１
段のみ示してある）。尚、図中の符号で１８はプラット
ホーム部である。
タービン５１のロータ１の周方向にには、ディスク２を
介して動翼３が配設され、動翼３はクリスマスツリー状
の翼根部４がディスク２に固定されることでロータ１の
軸方向に多段にわたって設けられている（図示例では１
段のみ示してある）。尚、図中の符号で１８はプラット
ホーム部である。
【００１５】動翼３の頂部には翼の一部としてのシュラ
ウド５が設けられ、シュラウド５によりシール作用が得
られるようになっている。動翼３は三次元設計され、隣
接するシュラウド５同士の接触面６同士が面接触され、
遠心力による動翼３のツイストバック（捩じれ変形：図
４中Ａ方向の変形）によりシュラウド５に接触反力を生
じさせて摩擦力が高められ、動翼３が制振されるように
なっている。
ウド５が設けられ、シュラウド５によりシール作用が得
られるようになっている。動翼３は三次元設計され、隣
接するシュラウド５同士の接触面６同士が面接触され、
遠心力による動翼３のツイストバック（捩じれ変形：図
４中Ａ方向の変形）によりシュラウド５に接触反力を生
じさせて摩擦力が高められ、動翼３が制振されるように
なっている。
【００１６】動翼３の制振を行うに際しては、シュラウ
ド５の接触反力により減衰特性が変化するため、減衰力
が最適となる接触反力の状態が得られることが望まし
い。図５に基づいて減衰力の状況を説明する。
ド５の接触反力により減衰特性が変化するため、減衰力
が最適となる接触反力の状態が得られることが望まし
い。図５に基づいて減衰力の状況を説明する。
【００１７】図６に示すように、接触反力が、動翼３が
単独翼の状態、即ち、シュラウド５同士が非接触の状態
から、動翼３が全周無限翼の状態、即ち、シュラウド５
同士が剛体状となっている状態まで変化するとする。単
独翼の状態の接触反力から接触反力が大きくなるにした
がって減衰力が比較的急に高くなり、最大の減衰力とな
った後に接触反力が最大となる（全周無限翼の状態）に
したがって減衰力が徐々に低下していく。動翼３を設計
する場合、回転時のツイストバックによるシュラウド５
の接触反力が、図６に示した最大の減衰力となる状態に
することが好ましい。しかし、常に、最大の減衰力とな
るシュラウド５の接触反力を得るようにすることは非常
に困難である。
単独翼の状態、即ち、シュラウド５同士が非接触の状態
から、動翼３が全周無限翼の状態、即ち、シュラウド５
同士が剛体状となっている状態まで変化するとする。単
独翼の状態の接触反力から接触反力が大きくなるにした
がって減衰力が比較的急に高くなり、最大の減衰力とな
った後に接触反力が最大となる（全周無限翼の状態）に
したがって減衰力が徐々に低下していく。動翼３を設計
する場合、回転時のツイストバックによるシュラウド５
の接触反力が、図６に示した最大の減衰力となる状態に
することが好ましい。しかし、常に、最大の減衰力とな
るシュラウド５の接触反力を得るようにすることは非常
に困難である。
【００１８】このため、本実施形態例では、シュラウド
５の接触面６にアクチュエータを設け、アクチュエータ
の駆動によりシュラウド５の接触状況を調整して、回転
時のツイストバックによるシュラウド５の接触反力が、
図６に示した最大の減衰力となるようにしている。
５の接触面６にアクチュエータを設け、アクチュエータ
の駆動によりシュラウド５の接触状況を調整して、回転
時のツイストバックによるシュラウド５の接触反力が、
図６に示した最大の減衰力となるようにしている。
【００１９】図１乃至図５に示すように、シュラウド５
の接触面６にはアクチュエータとしての圧電素子７が取
り付けられ、圧電素子７は静止側コイル８を介して回転
側コイル９を励磁することで微小に駆動される。圧電素
子７の先端部には圧電素子７の保護板１０が取り付けら
れ、保護板１０はシュラウド５と同一素材で構成されて
いる。
の接触面６にはアクチュエータとしての圧電素子７が取
り付けられ、圧電素子７は静止側コイル８を介して回転
側コイル９を励磁することで微小に駆動される。圧電素
子７の先端部には圧電素子７の保護板１０が取り付けら
れ、保護板１０はシュラウド５と同一素材で構成されて
いる。
【００２０】ロータ１の近傍には回転数を検出する回転
センサ１１が設けられ、回転センサ１１の検出情報は制
御手段１２に入力される。制御手段１２では回転センサ
１１で検出されるロータ１の回転数に応じて圧電素子７
の指令電圧が導出され、制御手段１２から静止側コイル
８に電圧の指令信号が出力される。
センサ１１が設けられ、回転センサ１１の検出情報は制
御手段１２に入力される。制御手段１２では回転センサ
１１で検出されるロータ１の回転数に応じて圧電素子７
の指令電圧が導出され、制御手段１２から静止側コイル
８に電圧の指令信号が出力される。
【００２１】蒸気タービン５１の運転によりロータ１が
回転すると、遠心力による動翼３のツイストバックによ
りシュラウド５の接触面６が圧電素子７を介して接触し
て摩擦反力が得られる。制御手段１２の指令により圧電
素子７が駆動されることで、シュラウド５の接触状況が
調整され、回転数に応じてシュラウド５の接触反力が、
図６に示した最大の減衰力となるように制御される。こ
れにより、動翼３のシュラウド５には常時全ての運転領
域で最適な接触反力が得られる摩擦力が与えられ、減衰
力が最大となる接触反力での運転が行われる。このた
め、振動を最小限に抑えることが可能になる。
回転すると、遠心力による動翼３のツイストバックによ
りシュラウド５の接触面６が圧電素子７を介して接触し
て摩擦反力が得られる。制御手段１２の指令により圧電
素子７が駆動されることで、シュラウド５の接触状況が
調整され、回転数に応じてシュラウド５の接触反力が、
図６に示した最大の減衰力となるように制御される。こ
れにより、動翼３のシュラウド５には常時全ての運転領
域で最適な接触反力が得られる摩擦力が与えられ、減衰
力が最大となる接触反力での運転が行われる。このた
め、振動を最小限に抑えることが可能になる。
【００２２】上述した振動低減装置は、シュラウド５の
接触反力（摩擦反力）を圧電素子７の駆動により最適に
調整することができるので、回転数に応じて最大の減衰
力となるように摩擦反力を制御することができる。この
ため、常時動翼３の減衰力が最大となる接触反力で運転
を行うことができ、振動を最小限に抑えて動翼３の損傷
を防止することが可能になる。また、振動の影響が大き
な動翼３の頂部で摩擦反力を制御することができる。
接触反力（摩擦反力）を圧電素子７の駆動により最適に
調整することができるので、回転数に応じて最大の減衰
力となるように摩擦反力を制御することができる。この
ため、常時動翼３の減衰力が最大となる接触反力で運転
を行うことができ、振動を最小限に抑えて動翼３の損傷
を防止することが可能になる。また、振動の影響が大き
な動翼３の頂部で摩擦反力を制御することができる。
【００２３】従って、振動低減装置を備えた蒸気タービ
ン５１では、常時動翼３の減衰力が最大となる接触反力
で運転を行うことができ、振動を最小限に抑えて動翼３
の損傷を防止することができ、信頼性の向上と長寿命化
を図ることが可能になる。なる。
ン５１では、常時動翼３の減衰力が最大となる接触反力
で運転を行うことができ、振動を最小限に抑えて動翼３
の損傷を防止することができ、信頼性の向上と長寿命化
を図ることが可能になる。なる。
【００２４】尚、回転センサ１１に代えて、蒸気タービ
ン５１の入口側蒸気流量を計測して回転数を導出した
り、蒸気タービン５１の負荷を計測して回転数を導出し
て圧電素子７を駆動することも可能である。また、回転
センサ１１を用いずに、予め決められたスケジュールに
応じて回転数を類推し、類推した回転数に応じて圧電素
子７を駆動することも可能である。
ン５１の入口側蒸気流量を計測して回転数を導出した
り、蒸気タービン５１の負荷を計測して回転数を導出し
て圧電素子７を駆動することも可能である。また、回転
センサ１１を用いずに、予め決められたスケジュールに
応じて回転数を類推し、類推した回転数に応じて圧電素
子７を駆動することも可能である。
【００２５】また、動翼３の一部として頂部のシュラウ
ド５を例に挙げて説明したが、動翼の途中部にコンタク
ト部が備えられている場合、途中部のコンタクト部を動
翼の一部としてコンタクト部に圧電素子７や圧電素子１
５を設けて接触反力を調整することも可能である。コン
タクト部に圧電素子７を設ける場合、シュラウド５に圧
電素子７を設けることも当然可能で、動翼の長手方向の
複数箇所に圧電素子７を設けることで、駆動状況をそれ
ぞれの圧電素子７で任意に制御して共振を回避したり、
振動性能をチューニングすることができる。
ド５を例に挙げて説明したが、動翼の途中部にコンタク
ト部が備えられている場合、途中部のコンタクト部を動
翼の一部としてコンタクト部に圧電素子７や圧電素子１
５を設けて接触反力を調整することも可能である。コン
タクト部に圧電素子７を設ける場合、シュラウド５に圧
電素子７を設けることも当然可能で、動翼の長手方向の
複数箇所に圧電素子７を設けることで、駆動状況をそれ
ぞれの圧電素子７で任意に制御して共振を回避したり、
振動性能をチューニングすることができる。
【００２６】図７に基づいて本発明の第２実施形態例を
説明する。図７には本発明の第２実施形態例に係る振動
低減装置を備えた動翼の頂部の斜視状況を示してある。
尚、図１乃至図５に示した部材と同一部材には同一符号
を付して重複する説明は省略してある。
説明する。図７には本発明の第２実施形態例に係る振動
低減装置を備えた動翼の頂部の斜視状況を示してある。
尚、図１乃至図５に示した部材と同一部材には同一符号
を付して重複する説明は省略してある。
【００２７】シュラウド５の接触面６には、アクチュエ
ータとしての圧電素子７が取り付けられると共に、反力
検出手段としての圧電素子１５が取り付けられている。
ロータ１の回転によりシュラウド５の接触面６が接触す
ると、接触圧力に応じて圧電素子１５に電圧が発生し、
発生した電圧は図示しないスリップリングを介して制御
手段１２に送られる。圧電素子１５で検出された接触反
力に基づいて制御手段１２から静止側コイル８に電圧の
指令信号が出力され、圧電素子１５で検出される接触反
力が所定の状態になるように圧電素子７が駆動される。
ータとしての圧電素子７が取り付けられると共に、反力
検出手段としての圧電素子１５が取り付けられている。
ロータ１の回転によりシュラウド５の接触面６が接触す
ると、接触圧力に応じて圧電素子１５に電圧が発生し、
発生した電圧は図示しないスリップリングを介して制御
手段１２に送られる。圧電素子１５で検出された接触反
力に基づいて制御手段１２から静止側コイル８に電圧の
指令信号が出力され、圧電素子１５で検出される接触反
力が所定の状態になるように圧電素子７が駆動される。
【００２８】圧電素子１５で検出される接触反力が所定
の状態になるように圧電素子７を駆動することにより、
シュラウド５の接触状況がフィードバック制御される。
これにより、動翼３のシュラウド５には常時最適な接触
反力が得られる摩擦力が与えられ、減衰力が最大となる
接触反力での運転が行われる。このため、振動を最小限
に抑えることが可能になる。
の状態になるように圧電素子７を駆動することにより、
シュラウド５の接触状況がフィードバック制御される。
これにより、動翼３のシュラウド５には常時最適な接触
反力が得られる摩擦力が与えられ、減衰力が最大となる
接触反力での運転が行われる。このため、振動を最小限
に抑えることが可能になる。
【００２９】従って、振動低減装置を備えた蒸気タービ
ン５１では、常時動翼３の減衰力が最大となる接触反力
で運転を行うことができ、振動を最小限に抑えて動翼３
の損傷を防止することができ、信頼性の向上と長寿命化
を図ることが可能になる。なる。
ン５１では、常時動翼３の減衰力が最大となる接触反力
で運転を行うことができ、振動を最小限に抑えて動翼３
の損傷を防止することができ、信頼性の向上と長寿命化
を図ることが可能になる。なる。
【００３０】図８、図９に基づいて本発明の第３実施形
態例を説明する。図８には本発明の第３実施形態例に係
る振動低減装置を備えた動翼の概略正面、図９には図８
中の平面視状態を示してある。
態例を説明する。図８には本発明の第３実施形態例に係
る振動低減装置を備えた動翼の概略正面、図９には図８
中の平面視状態を示してある。
【００３１】図８、図９に示すように、例えば、ガスタ
ービンのロータの周方向には、ディスク２１を介して動
翼２２が配設され、動翼２２はクリスマスツリー状の翼
根部２３がディスク２１に固定されることでロータの軸
方向に多段にわたって設けられている。動翼２２の基部
には翼の一部としてプラットホーム部２４が設けられて
いる。隣接するプラットホーム部２４同士の下部にはシ
ール用のピン２５が設けられている。
ービンのロータの周方向には、ディスク２１を介して動
翼２２が配設され、動翼２２はクリスマスツリー状の翼
根部２３がディスク２１に固定されることでロータの軸
方向に多段にわたって設けられている。動翼２２の基部
には翼の一部としてプラットホーム部２４が設けられて
いる。隣接するプラットホーム部２４同士の下部にはシ
ール用のピン２５が設けられている。
【００３２】また、隣接するプラットホーム部２４の上
部同士にわたりアクチュエータとしての圧電素子２６が
取り付けられ、プラットホーム部２４が圧電素子２６を
介して接触した状態になっている。圧電素子２６は、図
９に示すように、軸方向に２箇所設けられている。圧電
素子２６は図示しない静止側コイルを介して電圧がかけ
られることで微小に駆動される。圧電素子２６の駆動に
よりプラットホーム部２４同士の接触状況が調整され、
摩擦反力が所望の減衰力となる状態に調整される。
部同士にわたりアクチュエータとしての圧電素子２６が
取り付けられ、プラットホーム部２４が圧電素子２６を
介して接触した状態になっている。圧電素子２６は、図
９に示すように、軸方向に２箇所設けられている。圧電
素子２６は図示しない静止側コイルを介して電圧がかけ
られることで微小に駆動される。圧電素子２６の駆動に
よりプラットホーム部２４同士の接触状況が調整され、
摩擦反力が所望の減衰力となる状態に調整される。
【００３３】上述した振動低減装置は、プラットホーム
部２４の接触反力（摩擦反力）を圧電素子２６の駆動に
より最適に調整することができるので、最大の減衰力と
なるように摩擦反力を制御することができる。このた
め、常時動翼２２の減衰力が最大となる接触反力で運転
を行うことができ、振動を最小限に抑えて動翼２２の損
傷を防止することが可能になる。また、圧電素子２６を
軸方向に２箇所設けたので、反力のバランスをとること
ができる。また、プラットホーム部２４が圧電素子２６
で接触した状態になっているので、接触反力を任意に得
るための圧電素子２６によりシールを兼用することが可
能になる。
部２４の接触反力（摩擦反力）を圧電素子２６の駆動に
より最適に調整することができるので、最大の減衰力と
なるように摩擦反力を制御することができる。このた
め、常時動翼２２の減衰力が最大となる接触反力で運転
を行うことができ、振動を最小限に抑えて動翼２２の損
傷を防止することが可能になる。また、圧電素子２６を
軸方向に２箇所設けたので、反力のバランスをとること
ができる。また、プラットホーム部２４が圧電素子２６
で接触した状態になっているので、接触反力を任意に得
るための圧電素子２６によりシールを兼用することが可
能になる。
【００３４】上述した振動低減装置は、例えば、ガスタ
ービンの動翼２２のように、シュウラウドが設けられて
いない翼や、ガスタービンや蒸気タービン５１の長手方
向が短くシュウラウドが設けられてい翼に適用すること
が可能である。また、常に、一定回転の回転数で運転さ
れる軸流回転機械の場合、アクチュエータに代えて接触
状況調整手段として一定回転数の温度雰囲気で変形する
形状記憶合金等を用いて動翼の接触反力を調整すること
も可能である。
ービンの動翼２２のように、シュウラウドが設けられて
いない翼や、ガスタービンや蒸気タービン５１の長手方
向が短くシュウラウドが設けられてい翼に適用すること
が可能である。また、常に、一定回転の回転数で運転さ
れる軸流回転機械の場合、アクチュエータに代えて接触
状況調整手段として一定回転数の温度雰囲気で変形する
形状記憶合金等を用いて動翼の接触反力を調整すること
も可能である。
【００３５】上述した実施形態例では、動翼として蒸気
タービン５１やガスタービンの動翼を例に挙げて説明し
たが、ブロア等の他の軸流回転機械の動翼に適用するこ
とも可能である。
タービン５１やガスタービンの動翼を例に挙げて説明し
たが、ブロア等の他の軸流回転機械の動翼に適用するこ
とも可能である。
【００３６】
【発明の効果】本発明の動翼の振動低減装置は、ロータ
の周方向に翼を配列し、ロータの回転により翼に遠心力
が働いた際に隣接する翼の一部同士を接触させて摩擦力
が得られる回転機械の動翼の振動低減装置であって、翼
の一部同士にわたり接触状況調整手段を設けたので、接
触状況調整手段により動翼に接触反力を付加することが
でき、最適な摩擦反力を付与して減衰力を調整すること
ができる。この結果、簡単な構成で動翼の振動を抑制す
ることができ、動翼の損傷を防止できる。
の周方向に翼を配列し、ロータの回転により翼に遠心力
が働いた際に隣接する翼の一部同士を接触させて摩擦力
が得られる回転機械の動翼の振動低減装置であって、翼
の一部同士にわたり接触状況調整手段を設けたので、接
触状況調整手段により動翼に接触反力を付加することが
でき、最適な摩擦反力を付与して減衰力を調整すること
ができる。この結果、簡単な構成で動翼の振動を抑制す
ることができ、動翼の損傷を防止できる。
【００３７】また、本発明の動翼の振動低減装置は、ロ
ータの周方向に翼を配列し、ロータの回転により翼に遠
心力が働いた際に隣接する翼の一部同士が接触して摩擦
力が得られる回転機械の動翼の振動低減装置であって、
翼の一部同士にわたり接触状況を調整するアクチュエー
タを設けたので、アクチュエータにより動翼に接触反力
を付加することができ、最適な摩擦反力を付与して減衰
力を調整することができる。この結果、簡単な構成で動
翼の振動を抑制することができ、動翼の損傷を防止でき
る。
ータの周方向に翼を配列し、ロータの回転により翼に遠
心力が働いた際に隣接する翼の一部同士が接触して摩擦
力が得られる回転機械の動翼の振動低減装置であって、
翼の一部同士にわたり接触状況を調整するアクチュエー
タを設けたので、アクチュエータにより動翼に接触反力
を付加することができ、最適な摩擦反力を付与して減衰
力を調整することができる。この結果、簡単な構成で動
翼の振動を抑制することができ、動翼の損傷を防止でき
る。
【００３８】そして、翼の一部同士にわたり反力検出手
段を設け、反力検出手段の検出情報に応じてアクチュエ
ータを駆動させる制御手段を設けたので、摩擦反力をコ
ントロールして減衰力を最適に調整することができる。
段を設け、反力検出手段の検出情報に応じてアクチュエ
ータを駆動させる制御手段を設けたので、摩擦反力をコ
ントロールして減衰力を最適に調整することができる。
【００３９】また、翼の一部は、頂部に設けられたシュ
ラウドであり、ロータの回転により翼に遠心力が働いた
際に隣接するシュラウド同士が接触して摩擦力が得られ
るように構成され、アクチュエータはシュラウドの接触
面に設けられているので、振動の影響が大きな翼の頂部
で最適な摩擦反力を付与して減衰力を調整することがで
きる。
ラウドであり、ロータの回転により翼に遠心力が働いた
際に隣接するシュラウド同士が接触して摩擦力が得られ
るように構成され、アクチュエータはシュラウドの接触
面に設けられているので、振動の影響が大きな翼の頂部
で最適な摩擦反力を付与して減衰力を調整することがで
きる。
【００４０】また、翼の一部は、基部側に設けられたプ
ラットホーム部であり、アクチュエータは隣接するプラ
ットホーム部にわたり設けられているので、シュラウド
が設けられていない動翼であっても最適な摩擦反力を付
与して減衰力を調整することができる。
ラットホーム部であり、アクチュエータは隣接するプラ
ットホーム部にわたり設けられているので、シュラウド
が設けられていない動翼であっても最適な摩擦反力を付
与して減衰力を調整することができる。
【００４１】また、アクチュエータは複数箇所に設けら
れているので、バランス良く摩擦反力を付与して減衰力
を調整することができる。
れているので、バランス良く摩擦反力を付与して減衰力
を調整することができる。
【００４２】本発明の軸流回転機械は、車室側に回転自
在に支持されるロータと、ロータの軸方向に多段に配列
され請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の振動
低減装置が備えられる動翼と、動翼の間に配され車室側
に保持される静翼とからなるので、接触状況調整手段に
より動翼に接触反力を付加することができ、最適な摩擦
反力を付与して減衰力を調整することができ、簡単な構
成で動翼の振動を抑制することができ、動翼の損傷を防
止できる。この結果、軸流回転機械の信頼性が向上し長
寿命化が可能になる。
在に支持されるロータと、ロータの軸方向に多段に配列
され請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の振動
低減装置が備えられる動翼と、動翼の間に配され車室側
に保持される静翼とからなるので、接触状況調整手段に
より動翼に接触反力を付加することができ、最適な摩擦
反力を付与して減衰力を調整することができ、簡単な構
成で動翼の振動を抑制することができ、動翼の損傷を防
止できる。この結果、軸流回転機械の信頼性が向上し長
寿命化が可能になる。
【００４３】本発明の蒸気タービンは、車室側に回転自
在に支持されるロータと、ロータの軸方向に多段に配列
され請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の振動
低減装置が備えられる動翼と、動翼の間に配され車室側
に保持される静翼とからなるので、接触状況調整手段に
より動翼に接触反力を付加することができ、最適な摩擦
反力を付与して減衰力を調整することができ、簡単な構
成で動翼の振動を抑制することができ、動翼の損傷を防
止できる。この結果、蒸気タービンの信頼性が向上し長
寿命化が可能になる。
在に支持されるロータと、ロータの軸方向に多段に配列
され請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の振動
低減装置が備えられる動翼と、動翼の間に配され車室側
に保持される静翼とからなるので、接触状況調整手段に
より動翼に接触反力を付加することができ、最適な摩擦
反力を付与して減衰力を調整することができ、簡単な構
成で動翼の振動を抑制することができ、動翼の損傷を防
止できる。この結果、蒸気タービンの信頼性が向上し長
寿命化が可能になる。
【図１】本発明を適用する蒸気タービンの全体構成図。
【図２】本発明の第１実施形態例に係る振動低減装置を
備えた動翼の概略側面図。
備えた動翼の概略側面図。
【図３】図２中のIII-III 線矢視図。
【図４】動翼の周方向からの概念図。
【図５】シュラウドの接触部の断面図。
【図６】減衰力と接触反力との関係を表すグラフ。
【図７】本発明の第２実施形態例に係る振動低減装置を
備えた動翼の頂部の斜視図。
備えた動翼の頂部の斜視図。
【図８】本発明の第３実施形態例に係る振動低減装置を
備えた動翼の概略正面図。
備えた動翼の概略正面図。
【図９】図７中の平面図。
１ ロータ
２ ディスク
３ 動翼
４ 翼根部
５ シュラウド
６ 接触面
７ 圧電素子
８ 静止側コイル
９ 回転側コイル
１０ 板材
１１ 回転センサ
１２ 制御手段
１５ 圧電素子
２１ ディスク
２２ 動翼
２３ 翼根部
２４ プラットホーム部
２５ ピン
２６ 圧電素子
５１ 蒸気タービン
５２ 車室
５３ 静翼
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 3G002 BA02 BB03 DA01
3H033 AA02 AA16 BB08 BB17 BB19
CC02 DD04 DD06 DD10 DD30
EE06 EE09
Claims (8)
- 【請求項１】 ロータの周方向に翼を配列し、ロータの
回転により翼に遠心力が働いた際に隣接する翼の一部同
士を接触させて摩擦力が得られる回転機械の動翼の振動
低減装置であって、翼の一部同士にわたり接触状況調整
手段を設けたことを特徴とする動翼の振動低減装置。 - 【請求項２】 ロータの周方向に翼を配列し、ロータの
回転により翼に遠心力が働いた際に隣接する翼の一部同
士が接触して摩擦力が得られる回転機械の動の振動低減
装置であって、翼の一部同士にわたり接触状況を調整す
るアクチュエータを設けたことを特徴とする動翼の振動
低減装置。 - 【請求項３】 請求項１において、翼の一部同士にわた
り反力検出手段を設け、反力検出手段の検出情報に応じ
てアクチュエータを駆動させる制御手段を設けたことを
特徴とする動翼の振動低減装置。 - 【請求項４】 請求項２もしくは請求項３において、翼
の一部は、頂部に設けられたシュラウドであり、ロータ
の回転により翼に遠心力が働いた際に隣接するシュラウ
ド同士が接触して摩擦力が得られるように構成され、ア
クチュエータはシュラウドの接触面に設けられているこ
とを特徴とする動翼の振動低減装置。 - 【請求項５】 請求項２もしくは請求項３において、翼
の一部は、基部側に設けられたプラットホーム部であ
り、アクチュエータは隣接するプラットホーム部にわた
り設けられていることを特徴とする動翼の振動低減装
置。 - 【請求項６】 請求項２乃至請求項５のいずれか一項に
おいて、アクチュエータは複数箇所に設けられているこ
とを特徴とする動翼の振動低減装置。 - 【請求項７】 車室側に回転自在に支持されるロータ
と、ロータの軸方向に多段に配列され請求項１乃至請求
項６のいずれか一項に記載の振動低減装置が備えられる
動翼と、動翼の間に配され車室側に保持される静翼とか
らなることを特徴とする軸流回転機械。 - 【請求項８】 車室側に回転自在に支持されるロータ
と、ロータの軸方向に多段に配列され請求項１乃至請求
項６のいずれか一項に記載の振動低減装置が備えられる
動翼と、動翼の間に配され車室側に保持される静翼とか
らなることを特徴とする蒸気タービン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001333835A JP2003138904A (ja) | 2001-10-31 | 2001-10-31 | 動翼の振動低減装置及び軸流回転機械及び蒸気タービン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001333835A JP2003138904A (ja) | 2001-10-31 | 2001-10-31 | 動翼の振動低減装置及び軸流回転機械及び蒸気タービン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003138904A true JP2003138904A (ja) | 2003-05-14 |
Family
ID=19149048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001333835A Withdrawn JP2003138904A (ja) | 2001-10-31 | 2001-10-31 | 動翼の振動低減装置及び軸流回転機械及び蒸気タービン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003138904A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2458150A1 (de) | 2010-11-24 | 2012-05-30 | Alstom Technology Ltd | Verfahren zum Dämpfen von während des Betriebes auftretenden mechanischen Schwingungen in einer Turbomaschinenschaufel, Turbomaschinenschaufel zur Durchführung des Verfahrens sowie piezoelektrisches Dämpfungselement zum Einbau in eine solche Turbomaschinenschaufel |
| CN103850719A (zh) * | 2014-02-28 | 2014-06-11 | 西安交通大学 | 一种具有压电材料减振结构的阻尼叶片 |
| JP2015151895A (ja) * | 2014-02-12 | 2015-08-24 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 翼振動制御装置、翼振動制御方法、及び回転機械 |
| KR20190054365A (ko) * | 2017-11-13 | 2019-05-22 | 두산중공업 주식회사 | 버켓 진동 감쇠 장치 및 이를 포함하는 터보머신 |
| CN112096634A (zh) * | 2020-07-22 | 2020-12-18 | 上海大学 | 一种嵌有光纤和压电材料的智能风扇叶片 |
-
2001
- 2001-10-31 JP JP2001333835A patent/JP2003138904A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2458150A1 (de) | 2010-11-24 | 2012-05-30 | Alstom Technology Ltd | Verfahren zum Dämpfen von während des Betriebes auftretenden mechanischen Schwingungen in einer Turbomaschinenschaufel, Turbomaschinenschaufel zur Durchführung des Verfahrens sowie piezoelektrisches Dämpfungselement zum Einbau in eine solche Turbomaschinenschaufel |
| JP2012112383A (ja) * | 2010-11-24 | 2012-06-14 | Alstom Technology Ltd | ターボ機械翼において運転中に発生する機械的な振動に対して影響を及ぼす方法、該方法を実施するためのターボ機械翼、及び該ターボ機械翼に組み付けるための圧電式の減衰部材 |
| US8569928B2 (en) | 2010-11-24 | 2013-10-29 | Alstom Technology Ltd. | Method for influencing, damping, or suppressing mechanical vibrations occurring during operation in a turbomachine blade, a turbomachine blade useful for carrying out the method, and a piezoelectric damping element |
| JP2015151895A (ja) * | 2014-02-12 | 2015-08-24 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 翼振動制御装置、翼振動制御方法、及び回転機械 |
| CN103850719A (zh) * | 2014-02-28 | 2014-06-11 | 西安交通大学 | 一种具有压电材料减振结构的阻尼叶片 |
| KR20190054365A (ko) * | 2017-11-13 | 2019-05-22 | 두산중공업 주식회사 | 버켓 진동 감쇠 장치 및 이를 포함하는 터보머신 |
| KR102000362B1 (ko) * | 2017-11-13 | 2019-07-15 | 두산중공업 주식회사 | 버켓 진동 감쇠 장치 및 이를 포함하는 터보머신 |
| CN112096634A (zh) * | 2020-07-22 | 2020-12-18 | 上海大学 | 一种嵌有光纤和压电材料的智能风扇叶片 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050104 |