JP2017180380A - Stationary blade ring installed at axial flow rotary machine and axial flow rotary machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蒸気タービンに用いて好適な、軸流回転機械に装備される静翼環、及びこれを装備した軸流回転機械に関するものである。 The present invention relates to a stationary blade ring equipped in an axial-flow rotating machine suitable for use in a steam turbine, and an axial-flow rotating machine equipped with the same.
例えば蒸気タービン等の軸流回転機械では、高効率化及び低コスト化を目的として、静翼の長大翼化、及び軸受スパンの短縮化による車室のコンパクト化が進められ、静翼の高アスペクト比化が進んでいる。この結果、静翼の振動強度が低下している。 For example, in axial-flow rotating machines such as steam turbines, for the purpose of higher efficiency and lower cost, the use of longer blades and smaller bearing spans have been promoted to achieve a higher aspect ratio of stator blades. The ratio is progressing. As a result, the vibration strength of the stationary blade is reduced.
このような静翼の振動強度の低下は静翼の振動応答性の増大によるので、静翼の振動応答性を低減させればよく、これには静翼の剛性向上や振動の減衰促進が有効である。しかし、静翼の剛性向上には限度があり、振動を減衰させる技術が種々提案されている。 Such a decrease in the vibration strength of the stationary blade is due to an increase in the vibration responsiveness of the stationary blade. Therefore, it is only necessary to reduce the vibration responsiveness of the stationary blade, which is effective by improving the rigidity of the stationary blade and promoting vibration damping. It is. However, there is a limit to improving the rigidity of the stationary blade, and various techniques for damping vibration have been proposed.
例えば特許文献1,2には、静翼の中空部にダンパを設けることにより、構造減衰を付加する構造が開示されている。このダンパ構造は、翼主体の一次モード振動の減衰に有効である。
For example,
ところで、蒸気タービンは、周方向に所定間隔で配置された複数の静翼と、これら複数の静翼の外周側の端部同士を接続する外周リングと、複数の静翼の内周側の端部同士を接続する内周リングとからなる静翼環を有している。静翼は静翼環に取り付けられた上で、内車室に組み込まれる。
このような静翼の振動抑制については、翼を主体とした振動の抑制だけでなく、この静翼環(特に、内周リング)を主体とした振動の抑制についても要望されている。
By the way, the steam turbine includes a plurality of stationary blades arranged at predetermined intervals in the circumferential direction, an outer peripheral ring that connects the outer peripheral ends of the plurality of stationary blades, and inner peripheral ends of the plurality of stationary blades. It has a stationary blade ring composed of an inner ring connecting the parts. The stator blade is mounted on the stator blade ring and then incorporated into the inner casing.
As for such vibration suppression of the stationary blade, not only suppression of the vibration mainly of the blade but also suppression of vibration mainly of the stationary blade ring (in particular, the inner peripheral ring) is demanded.
本発明は、このような課題に着目してなされたもので、軸流回転機械に装備される静翼環を主体とした振動の抑制に有効なダンピング機能を有する静翼環、及びこれを装備した軸流回転機械を提供することを目的としている。 The present invention has been made paying attention to such a problem, and a vane ring having a damping function effective for suppressing vibration mainly including a vane ring provided in an axial-flow rotating machine, and the same It is an object to provide an axial flow rotating machine.
(1)上記目的を達成するために、本発明の軸流回転機械に装備される静翼環は、周方向に所定間隔で複数配置された静翼と、前記複数の静翼の外周側の端部同士を接続する外周リングと、前記複数の静翼の内周側の端部同士を接続する内周リングと、からなる複数の静翼セグメントが、互いにクリアランスをあけて環状に並設されてなり、前記複数の静翼セグメントの互いに前記クリアランスをあけて隣接する2つの前記内周リングの各端部の一方の端面に形成された第1凹部と、前記各端部の他方の端面に形成された第2凹部と、前記第1凹部内に保持されたダンパと、前記第2凹部内に保持され前記ダンパを前記第1凹部に押圧する押圧バネと、を備えていることを特徴としている。 (1) In order to achieve the above object, a plurality of stationary blade rings provided in the axial-flow rotating machine of the present invention are arranged on the outer circumferential side of the plurality of stationary blades arranged at predetermined intervals in the circumferential direction. A plurality of stator blade segments each including an outer peripheral ring that connects ends and an inner peripheral ring that connects ends on the inner peripheral side of the plurality of stator blades are arranged in a ring with clearance from each other. A first recess formed in one end face of each end of the two inner circumferential rings adjacent to each other with the clearance between the plurality of stationary blade segments, and the other end face of each end. The second concave portion formed, a damper held in the first concave portion, and a pressing spring held in the second concave portion to press the damper against the first concave portion. Yes.
(2)前記ダンパは、発生する摩擦力に応じて減衰力を発揮する摩擦ダンパであることが好ましい。
(3)前記押圧バネには、板バネが適用されていることが好ましい。
(4)前記第1凹部は、断面形状が矩形に形成され、前記ダンパは、前記第1凹部の形状に合わせて断面形状が矩形の直方体状に形成されていることが好ましい。
(5)前記第1凹部は、断面形状が半円型或いは五角形に形成され、前記ダンパは、前記第1凹部の形状に合わせて断面形状が半円型或いは五角形に形成されていることが好ましい。
(6)前記第2凹部内には、前記前記押圧バネと、前記押圧バネによって前記第2凹部に押圧される第2ダンパとが保持されていることが好ましい。
(2) It is preferable that the damper is a friction damper that exhibits a damping force according to the generated friction force.
(3) It is preferable that a leaf spring is applied to the pressing spring.
(4) Preferably, the first recess is formed in a rectangular cross section, and the damper is formed in a rectangular parallelepiped shape having a rectangular cross section in accordance with the shape of the first recess.
(5) Preferably, the first recess has a semicircular or pentagonal cross-sectional shape, and the damper has a semicircular or pentagonal cross-sectional shape in accordance with the shape of the first recess. .
(6) It is preferable that the pressing spring and a second damper pressed against the second recess by the pressing spring are held in the second recess.
(7)本発明の軸流回転機械は、周方向に所定間隔で複数の動翼が配置されてなる動翼ユニットと、周方向に所定間隔で複数の静翼が配置されてなる静翼ユニットと、を複数段備え、前記複数段のうちの少なくとも何れかの段の前記静翼ユニットに、(1)〜(6)の何れかに記載の静翼環が適用されていることを特徴としている。 (7) The axial-flow rotating machine of the present invention includes a moving blade unit in which a plurality of moving blades are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction, and a stationary blade unit in which a plurality of stationary blades are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction. And the stator blade ring according to any one of (1) to (6) is applied to the stator blade unit in at least one of the plurality of stages. Yes.
本発明によれば、静翼が流体等から加振力を受けると、内周リングの端部が軸方向に移動するような変形を伴う振動が生じる。これにより、クリアランスをあけて隣接する2つの内周リングの各端部において、端部間に滑りを生じるような相対動が発生する。このように滑りが発生すると、ダンパがこれを抑制するように作用するため、内周リングの振動(静翼環を主体とした振動)がこのダンピング作用によって抑制される。 According to the present invention, when the stationary blade receives an excitation force from a fluid or the like, vibration accompanied by deformation occurs such that the end portion of the inner peripheral ring moves in the axial direction. As a result, a relative movement that causes slippage between the end portions occurs at each end portion of the two inner peripheral rings adjacent to each other with a clearance. When slipping occurs in this way, the damper acts to suppress this, and the vibration of the inner ring (vibration mainly composed of the stationary blade ring) is suppressed by this damping action.
また、押圧バネがダンパを第1凹部に押圧するので、隣接する2つの内周リングのそれぞれの剛性が高まり、この剛性向上によって内周リングの振動応答性を低減でき、内周リングの振動を抑制することができる。 Further, since the pressing spring presses the damper against the first recess, the rigidity of each of the two adjacent inner rings increases, and this rigidity improvement can reduce the vibration responsiveness of the inner ring and reduce the vibration of the inner ring. Can be suppressed.
以下、図面を参照して本発明に係る実施の形態を説明する。
なお、以下に示す各実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。以下の実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Note that each embodiment described below is merely an example, and there is no intention of excluding various modifications and technical applications that are not explicitly described in the following embodiment. Each configuration of the following embodiments can be implemented with various modifications without departing from the spirit thereof, and can be selected as necessary or can be appropriately combined.
また、本実施形態では、軸流回転機械として蒸気タービンを例示するが、軸流回転機械としては、ガスタービン等の他のタービンや圧縮機等にも適用することができる。 In the present embodiment, a steam turbine is exemplified as the axial-flow rotating machine, but the axial-flow rotating machine can be applied to other turbines such as a gas turbine, a compressor, and the like.
〔静翼環〕
まず、各実施形態に係る静翼環について説明する。
図示しないが、軸流回転機械としての蒸気タービンには、複数の動翼が周方向に所定間隔で配置されてなる動翼ユニットと、複数の静翼が周方向に所定間隔で配置されてなる静翼ユニットとが、複数段交互に軸流方向に並んで配置されている。動翼ユニットはタービンロータに結合されタービンロータと一体回転し、静翼ユニットはケーシングに支持されて非回転状態とされる。
[Static blade ring]
First, the stationary blade ring according to each embodiment will be described.
Although not shown, a steam turbine as an axial-flow rotating machine has a moving blade unit in which a plurality of moving blades are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction, and a plurality of stationary blades are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction. The stationary blade units are arranged in a plurality of stages alternately in the axial direction. The moving blade unit is coupled to the turbine rotor and rotates integrally with the turbine rotor, and the stationary blade unit is supported by the casing and is not rotated.
このうち、静翼ユニットは、図2に示すように、2つの静翼セグメント2A,2B(両者を区別しない場合は符号2で示す)が、互いにクリアランスをあけて環状に並設されてなる静翼環1として構成されている。
Among these, as shown in FIG. 2, the stationary blade unit includes two
各静翼セグメント2A,2B(両者を区別しない場合は符号2で示す)は、図2,図3に示すように、周方向に所定間隔で配置された複数の静翼3と、これらの複数の静翼3の外周側の端部31同士を接続する外周リング4A,4B(両者を区別しない場合は符号4で示す)と、複数の静翼3の内周側の端部32同士を接続する内周リング5A,5B(両者を区別しない場合は符号5で示す)とから構成される。
各静翼セグメント2は、外周リング4を図示しないケーシングに図示しないボルトの締結等によって固定される。
Each
Each
各静翼セグメント2は、それぞれ半円環状の半リング構造に形成されている。2つの静翼セグメント2A,2Bが、互いに対向する端部21a,21bを接近させ且つ直接接触しないようにクリアランスを設けて配置されることにより、円環状(全リング構造)の静翼環1が形成される。したがって、各内周リング5A,5Bの互いに対向する端部51a,51b(両者を区別しない場合は符号51で示す)も接近し且つ直接接触しないようにクリアランスを設けて配置される。
Each
このような各静翼セグメント2では、静翼3がケーシング内を流通する流体等から加振力を受け、これにより各静翼3が振動する翼主体振動や内周リング5が振動する翼環主体振動が励起される。
In each
この結果、内周リング5には、図3に矢印で示すように、その端部51が軸方向(図3中のCLはロータの回転中心線)に移動するような変形を伴うモードの振動(翼環主体振動)が生じる。このような静翼の振動が大きいと、静翼の振動強度の低下を招く。また、タービン性能にも影響する。
As a result, as shown by an arrow in FIG. 3, the inner ring 5 is vibrated in a mode that involves deformation such that its
静翼の振動が大きくなるのは、静翼の長大翼化及び軸受スパンの短縮化による、静翼の高アスペクト比化が進められたものにおける1次モード振動(翼主体1次モード振動、翼環主体1次モード振動)であることが解析結果から判明している。比較的低周波の1次モード振動が増幅するのは、静翼の高アスペクト比化による静翼環1の剛性低下と、この剛性低下に伴う固有振動数の低下による共振の誘発とが原因と考えられる。 The vibrations of the stator blades increase because of the primary mode vibrations (blade-dominated primary mode vibration, blades) in which the stator blades have been increased in aspect ratio by increasing the length of the stator blades and shortening the bearing span. It is found from the analysis result that the main mode vibration is a ring-dominated primary mode). The relatively low frequency primary mode vibration is amplified because of the reduction in rigidity of the stator blade ring 1 due to the high aspect ratio of the stator blade and the induction of resonance due to the reduction in the natural frequency associated with this rigidity reduction. Conceivable.
そこで、本静翼環1では、各内周リング5A,5Bの互いに対向する端部51a,51bの間に、翼環主体振動を抑制するダンパ装置を付加させて、端部51a,51bの振動を減衰すると共に、静翼環1の剛性を向上させ、この剛性向上により、振動応答を低減させて、振動振幅の軽減を促進するようにしている。各実施形態では、内周リング5A,5Bの対向する端部51a,51bは2組あるので、これらの各箇所にダンパ装置を付加させる。
以下、各実施形態の静翼環1に付加されたダンパ装置を説明する。
Therefore, in the stator blade ring 1, a damper device that suppresses blade ring main vibration is added between the
Hereinafter, the damper apparatus added to the stationary blade ring 1 of each embodiment is demonstrated.
〔第1実施形態〕
(構成)
本実施形態の静翼環1には、図1に示すように、ダンパ装置6Aが装備されている。
ダンパ装置6Aは、内周リング5A,5Bの互いに対向する端部51a,51bの一方(端部51a)の端面52aに形成された第1凹部61と、端部51a,51bの他方(端部51b)の端面52bに形成された第2凹部62と、第1凹部61内に保持されたダンパ63と、第2凹部62内に保持されダンパ63を第1凹部61に押圧する押圧バネ64とを備えて構成される。
[First Embodiment]
(Constitution)
As shown in FIG. 1, the stator blade ring 1 of the present embodiment is equipped with a
The
第1凹部61は断面形状が矩形の平屋根型に形成され、第2凹部62も断面形状が矩形の平屋根型に形成されている。これらの第1凹部61,第2凹部62は、それぞれダンパ63或いは押圧バネ64を外部に脱落しないように保持するためのもので、それぞれ脱落防止に有効な4つの側壁面61a,62aと、頂壁面61b或いは底壁面62bと、を有している。
The
ダンパ63は、発生する摩擦力に応じて減衰力を発揮する摩擦ダンパであり、ダンパ63には、鋼材(SS400等の鉄鋼材或いはステンレス鋼等)が用いられている。ダンパ63は、第1凹部61の形状に合わせて断面形状が矩形の平屋根型(直方体形状)に形成されている。
The
ダンパ63の4つの側面63aは、第1凹部61の対向する側壁面61aと隙間を空けて対向し、ダンパ63の頂面63bは第1凹部61の頂壁面61bの面に当接する。なお、ダンパ63の4つの側面63aと対向する側壁面61aとの隙間のうち、ロータの軸方向(図2中X方向)の隙間は、端部間の軸方向への滑りを許容するための必須のもので、ロータの径方向(図2中Y方向)の隙間は寸法交差程度のもので必須ではない。
The four
押圧バネ64には、断面が波形の板バネが用いられている。押圧バネ64は、平面視形状をダンパ63の平面視形状と対応した矩形に形成され、径方向両端の2つの直線状の側端縁64a及び軸方向両端の2つの波形の側端縁64a′と、波形に突出する上下2組の突端部64b,64cとを有している。
A plate spring having a corrugated cross section is used as the
押圧バネ64は、4つの側端縁64a,64a′を第2凹部62の対向する側壁面62aに当接或いは接近させ、波形に突出する一方の突端部(図1では、下方の複数の端部)64bを第2凹部62の底壁面62bに当接させ、波形に突出する他方の突端部(図1では、上方の複数の端部)64cをダンパ63の底面63cに当接させて、ダンパ63の頂面63bを第1凹部61の頂壁面61bに弾性的に押し付けている。
The
(作用及び効果)
本実施形態に係る静翼環1は、このようにダンパ装置6Aを備えて構成されるので、内周リング5に、図3に矢印で示すように、端部51が軸方向に移動するような翼環主体振動が生じようとする。このときには、2つの内周リング5A,5Bの各端部51a,51bにおいて、互いに滑りを生じるように相対動が発生する。
(Function and effect)
Since the stator blade ring 1 according to the present embodiment is configured to include the
これにより、ダンパ63の頂面63bと内周リング5Aの端部51aの第1凹部61の頂壁面61bとが相対動するため、両者間に摩擦力が発生して、この摩擦力が相対動を減衰させるように作用する。このダンピング作用によって、翼環主体振動が抑制される。
As a result, the
また、押圧バネ64がダンパ63を第1凹部61の頂壁面61bに押圧するので、隣接する2つの内周リング5A,5Bのそれぞれの剛性が高まり、この剛性向上によって内周リング5A,5Bの振動応答性を低減でき、内周リングの振動を抑制することができる。
Further, since the
特に、静翼3の長大翼化及び軸受スパンの短縮化による、静翼3の高アスペクト比化が進められることにより、静翼3及び静翼環1の振動、特に、1次モード振動(翼主体1次モード振動、翼環主体1次モード振動)が大きくなることが解析結果から判明している。
この比較的低周波の1次モード振動が増幅するのは、静翼3や静翼環1の固有振動数の低下による共振の誘発が一因と考えられる。
In particular, by increasing the aspect ratio of the
The reason why the relatively low frequency primary mode vibration is amplified is thought to be due to the induction of resonance due to a decrease in the natural frequency of the
特に、静翼3の高アスペクト比化は静翼3や静翼環1の剛性低下を招く。また、静翼3の長大翼化は静翼3の重量増を招くが、静翼3の長大翼化による重量増を抑制するには、中空翼を採用することが有効であるが、中空翼の場合、剛性低下を招き易い。
In particular, increasing the aspect ratio of the
本静翼環1のように、押圧バネ64がダンパ63を第1凹部61に押圧し内周リング5A,5Bの剛性を高めることは、内周リング5A,5Bの振動応答性を低減して、静翼環1の振動を抑制することに有効であり、静翼3の高アスペクト比化に起因した振動を抑制し、振動強度を確保することができる。
Like the stationary blade ring 1, the
また、最下段をはじめとした下流段ほど、低周波の1次モード振動を誘発しやすく、静翼3の高アスペクト比化に伴う共振の発生がより懸念されるため、本ダンパ装置6Aが有効である。
もちろん、本ダンパ装置6Aは、下流段に限らず翼環主体振動を抑制したい箇所の静翼環1には広く適用することができる。
In addition, the lower-stage and other downstream stages are more likely to induce low-frequency primary mode vibrations, and there is a greater concern about the occurrence of resonance associated with the increase in the aspect ratio of the
Of course, this
〔第2実施形態〕
(構成)
本実施形態の静翼環1には、図4に示すように、ダンパ装置6Bが装備されている。
ダンパ装置6Bは、第1実施形態にかかるダンパ装置6Aに対して第1凹部61B及びダンパ63Bの形状のみが異なっている。
[Second Embodiment]
(Constitution)
As shown in FIG. 4, the stator blade ring 1 of this embodiment is equipped with a
The
つまり、本ダンパ装置6Bの第1凹部61Bは、断面形状が半円型(かまぼこ型)に形成されている。つまり、第1凹部61Bは、その径方向両側壁面から連続する頂壁面61Bbは半円筒面形状に形成され、その軸方向両端の各側壁面(図示略)は半円形状に形成されている。
That is, the
また、ダンパ63Bは、第1凹部61Bの形状に合わせて断面形状が半円型(かまぼこ型)に形成されている。つまり、ダンパ63Bの径方向両側面から頂面にかけては半円筒面形状63Bbに形成され、ダンパ63Bの軸方向両側面63Baは半円形状に形成されている。
Further, the
ダンパ63Bは、第1実施形態と同様に、発生する摩擦力に応じて減衰力を発揮する摩擦ダンパであり、鋼材(SS400等の鉄鋼材或いはステンレス鋼等)が用いられている。ダンパ63Bの軸方向両端の2つの側面63Baは、第1凹部61Bの対向する側壁面(図示略)と隙間を空けて対向し、ダンパ63Bの頂面63Bbは第1凹部61Bの頂壁面61Bbに、押圧バネ64により押し付けられている。
Similarly to the first embodiment, the
(作用及び効果)
本実施形態に係る静翼環1は、このようにダンパ装置6Bを備えて構成されるので、第1実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。
つまり、静翼環1が振動すると、ダンパ63Bの頂面63Bbと内周リング5Aの端部51aの第1凹部61Bの頂壁面61Bbとが相対動し両者間に摩擦力が発生して、この摩擦力が相対動を減衰させるように作用するため、翼環主体振動が抑制される。
(Function and effect)
Since the stator blade ring 1 according to the present embodiment is configured to include the
That is, when the stationary blade ring 1 vibrates, the top surface 63Bb of the
また、押圧バネ64がダンパ63Bを第1凹部61Bの頂壁面61Bbに押圧するので、内周リング5A,5Bのそれぞれの剛性が高まり、この剛性向上によって内周リング5A,5Bの振動応答性を低減でき、内周リングの振動を抑制することができる。
Further, since the
本実施形態の場合、第1凹部61Bの頂壁面61Bb及びダンパ63Bの頂面63Bbが、断面形状が半円型(かまぼこ型)に形成されているので、第1凹部61B内へのダンパ63Bの収まりがよく、また、第1凹部61Bの頂壁面61Bbとダンパ63Bの頂面63Bbとを広い面積で接触させることができ、摩擦力による振動減衰効果をより確実に得やすいものと考えられる。
In the case of the present embodiment, the top wall surface 61Bb of the
〔第3実施形態〕
(構成)
本実施形態の静翼環1には、図5に示すように、ダンパ装置6Cが装備されている。
ダンパ装置6Cは、第1実施形態にかかるダンパ装置6Aに対して第1凹部61C及びダンパ63Cの形状のみが異なっている。
[Third Embodiment]
(Constitution)
As shown in FIG. 5, the stator blade ring 1 of the present embodiment is equipped with a
The
つまり、本ダンパ装置6Cの第1凹部61Cは、断面形状が五角形(ペントルーフ型)に形成されている。つまり、第1凹部61Cの頂壁面61Cbは、対向する一対の径方向側壁面61Ca,61Caからそれぞれ屈曲して斜め上方へ延びた2つの平面状斜面によって三角屋根形状に形成されている。また、第1凹部61Cの頂壁面61Cbの径方向側壁面(図示略)は、五角形状に形成されている。
That is, the
また、ダンパ63Bは、第1凹部61Cの形状に合わせて断面形状が五角形(ペントルーフ型)に形成されている。つまり、ダンパ63Cの頂面63Cbは、一対の側面61Ca,61Caからそれぞれ屈曲して斜め上方へ延びた2つの平面状斜面によって三角屋根形状に形成されている。ダンパ63Cの軸方向両側面63Ca´は五角形状に形成されている。
Further, the
ダンパ63Cも、第1実施形態と同様に、発生する摩擦力に応じて減衰力を発揮する摩擦ダンパであり、鋼材(SS400等の鉄鋼材或いはステンレス鋼等)が用いられている。ダンパ63Cの軸方向両側面63Ca´は、第1凹部61Cの対向する側壁面(図示略)と隙間を空けて対向し、ダンパ63Cの頂面63Cbは第1凹部61Cの頂壁面61Cbに、押圧バネ64により押し付けられている。
Similarly to the first embodiment, the
(作用及び効果)
本実施形態に係る静翼環1は、このようにダンパ装置6Cを備えて構成されるので、第1実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。
つまり、静翼環1が振動すると、ダンパ63Cの頂面63Cbと内周リング5Aの端部51aの第1凹部61Cの頂壁面61Cbとが相対動し両者間に摩擦力が発生して、この摩擦力が相対動を減衰させるように作用するため、翼環主体振動が抑制される。
(Function and effect)
Since the stator blade ring 1 according to the present embodiment is configured to include the
That is, when the stationary blade ring 1 vibrates, the top surface 63Cb of the
また、押圧バネ64がダンパ63Cを第1凹部61Cの頂壁面61Cbに押圧するので、内周リング5A,5Bのそれぞれの剛性が高まり、この剛性向上によって内周リング5A,5Bの振動応答性を低減でき、内周リングの振動を抑制することができる。
Further, since the
本実施形態の場合、第1凹部61Cの頂壁面61Cb及びダンパ63Cの頂面63Cbが、三角屋根形状に形成されているので、第2実施形態と同様に、第1凹部61C内へのダンパ63Cの収まりがよく、また、第1凹部61Cの頂壁面61Cbとダンパ63Cの頂面63Cbとを広い面積で接触させることができ、摩擦力による振動減衰効果をより確実に得やすいものと考えられる。
In the case of the present embodiment, since the top wall surface 61Cb of the
〔第4実施形態〕
(構成)
本実施形態の静翼環1には、図6に示すように、ダンパ装置6Dが装備されている。
ダンパ装置6Dは、第1実施形態にかかるダンパ装置6Aに対して、第2ダンパ65が追加されている。
[Fourth Embodiment]
(Constitution)
As shown in FIG. 6, the stator blade ring 1 of this embodiment is equipped with a damper device 6D.
In the damper device 6D, a
つまり、本ダンパ装置6Dでは、第1凹部61内に第1ダンパ63が装備され、第2凹部62内に、第2ダンパ65及び押圧バネ64が装備されている。
第1ダンパ63は第1実施形態のダンパ63と同様のものであり、発生する摩擦力に応じて減衰力を発揮する摩擦ダンパである。第2ダンパ65も第1ダンパ63と同様に、発生する摩擦力に応じて減衰力を発揮する摩擦ダンパである。これらのダンパ63,64には、鋼材(SS400等の鉄鋼材或いはステンレス鋼等)が用いられている。
In other words, in the damper device 6D, the
The
第1ダンパ63は、第1凹部61の形状に合わせて断面形状が矩形の平屋根型(直方体形状)に形成されている。第1ダンパ63の4つの側面63aは、第1凹部61の対向する側壁61aと隙間を空けて対向し、第1ダンパ63の頂面63cは第1凹部61の頂壁面61bに当接する。第1ダンパ63の4つの側面63aと対向する側壁面61aとの隙間のうち、ロータの軸方向の隙間は、端部間の軸方向への滑りを許容するための必須のもので、ロータの径方向の隙間は寸法交差程度のもので必須ではない。
The
第2ダンパ65は、第2凹部62の形状に合わせて断面形状が矩形の平屋根型(直方体形状)に形成されている。第2ダンパ65の4つの側面65aは、第2凹部62の対向する側壁面62aと隙間を空けて対向し、第2ダンパ65の底面65cは第2凹部62のし底壁面62bに当接する。第2ダンパ65の4つの側面65aと対向する側壁面61aとの隙間のうち、ロータの軸方向の隙間は、端部間の軸方向への滑りを許容するための必須のもので、ロータの径方向の隙間は寸法交差程度のもので必須ではない。
The
押圧バネ64は、4つの側端縁64a,64a′を第2凹部62の対向する側壁面62aに当接或いは接近させて第2凹部62内に保持され、波形に突出する一方の突端部(図6では、下方の複数の端部)64bを第2ダンパ65の頂面65bに当接し、波形に突出する他方の突端部(図6では、上方の複数の端部)64cを第1ダンパ63の底面63cに当接している。これにより、第1ダンパ63の頂面63bは第1凹部61の頂壁面61bに、第2ダンパ65の底面65cは第2凹部62の底壁面62bに、それぞれ弾性的に押し付けられている。
The
(作用及び効果)
本実施形態に係る静翼環1は、このようにダンパ装置6Dを備えて構成されるので、静翼環1が振動すると、第1ダンパ63の頂面63bと第1凹部61の頂壁面61bとが相対動し、第2ダンパ65の底面65cと第2凹部62の底壁面62bとが相対動する。これらの相対動する部材間にそれぞれ摩擦力が発生して、この摩擦力が相対動を減衰させるように作用するため、翼環主体振動が抑制される。
(Function and effect)
Since the stator blade ring 1 according to the present embodiment is configured to include the damper device 6D as described above, when the stator blade ring 1 vibrates, the
また、押圧バネ64が、第1ダンパ63を第1凹部61の頂壁面61bに、第2ダンパ65を第2凹部62の底壁面62bに、それぞれ押圧するので、内周リング5A,5Bのそれぞれの剛性が高まり、この剛性向上によって内周リング5A,5Bの振動応答性を低減でき、内周リングの振動を抑制することができる。
Further, the
(その他)
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。
例えば、各実施形態におけるダンパと押圧バネとの配置を逆に(図1,図4,図5,図6中で上下逆に)配置してもよい。
また、第1凹部や第2凹部やこの内部に収容されるダンパや押圧バネの形状も適宜変更しうるものである。
(Other)
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this embodiment.
For example, the arrangement of the damper and the pressing spring in each embodiment may be reversed (upside down in FIGS. 1, 4, 5, and 6).
Further, the shapes of the first recess, the second recess, the damper and the press spring accommodated in the first recess, the second recess, and the like can be appropriately changed.
さらに、上記の各実施形態では、押圧バネ64を断面が波形の板バネで構成したが、板バネを使う場合もこれに限定されるものではなく、例えば図7に示す押圧バネ65のように、両縁部が湾曲した脚部65aを有し、この脚部の弾性変形でバネ力を発揮するものでもよい。
また、僅かなクリアランス部に押圧バネを介装するために、板バネが好適であるが、適用しうるバネは板バネに限らない。
Further, in each of the above-described embodiments, the
Further, a leaf spring is suitable for interposing a pressing spring in a slight clearance, but the applicable spring is not limited to a leaf spring.
また、ダンパの材質も上記実施形態のものに限定されない。
ダンパの種類としては、摩擦ダンパがシンプルで且つ狭隘なスペースに介装するのに適しているが、介装可能であれば、ダンパの種類は問わない。
Further, the material of the damper is not limited to that of the above embodiment.
As the type of the damper, the friction damper is suitable for being interposed in a simple and narrow space, but the type of the damper is not limited as long as it can be interposed.
また、上記の各実施形態のように、各静翼セグメント2は円環状(全リング構造)を2つ割りした半円環状の半リング構造のものが通常であるが、各静翼セグメント2の分割数はこれに限定されない。何れの分割数であっても、複数の静翼セグメントが円環状に並ぶように配置されて円環状(全リング構造)の静翼環が形成されればよい。何れであっても、2つの内周リングの隣接する端部間にダンパ装置を付加させればよい。
In addition, as in each of the above-described embodiments, each
1 静翼環
2,2A,2B 静翼セグメント
21a,21b 静翼セグメント2A,2Bの端部
3 静翼
31 静翼3の外周側の端部
32 静翼3の内周側の端部
4,4A,4B 外周リング
5,5A,5B 内周リング
51,51a,51b 内周リング5,5A,5Bの端部
52a,51b 端部51a,51bの端面
6A〜6D ダンパ装置
61 第1凹部
61a 第1凹部61の側壁面
61b 第1凹部61の頂壁面
62 第2凹部
62a 第2凹部62の側壁面
62b 第2凹部62の底壁面
63,63B,63C,65 ダンパ
63a,63Ba,63Ca,65a ダンパ63,63B,63C,65の側面
63b,63Bb,63Cb,65b ダンパ63,63B,63C,65の頂面
63c,63Bc,63Cc,65c ダンパ63,63B,63C,65の底面
64,65 押圧バネ
64a,64a′ 押圧バネ64の側端縁
64b,64c 押圧バネ64の突端部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
前記複数の静翼の外周側の端部同士を接続する外周リングと、
前記複数の静翼の内周側の端部同士を接続する内周リングと、からなる複数の静翼セグメントが、互いにクリアランスをあけて環状に並設されてなり、
前記複数の静翼セグメントの互いに前記クリアランスをあけて隣接する2つの前記内周リングの各端部の一方の端面に形成された第1凹部と、
前記各端部の他方の端面に形成された第2凹部と、
前記第1凹部内に保持されたダンパと、
前記第2凹部内に保持され前記ダンパを前記第1凹部に押圧する押圧バネと、を備えている
ことを特徴とする、軸流回転機械に装備される静翼環。 A plurality of stationary blades arranged at predetermined intervals in the circumferential direction;
An outer ring connecting the outer peripheral ends of the plurality of stationary blades; and
A plurality of stator blade segments composed of inner peripheral rings connecting the inner peripheral ends of the plurality of stator blades, and arranged in a ring with clearance from each other,
A first recess formed on one end surface of each end of the two inner circumferential rings adjacent to each other with the clearance between the plurality of stationary blade segments;
A second recess formed on the other end face of each end,
A damper held in the first recess;
A stationary blade ring equipped in an axial-flow rotating machine, comprising: a pressing spring held in the second recess and pressing the damper against the first recess.
ことを特徴とする、請求項1記載の軸流回転機械に装備される静翼環。 The stator blade ring mounted on the axial-flow rotating machine according to claim 1, wherein the damper is a friction damper that exhibits a damping force according to the generated friction force.
ことを特徴とする、請求項1又は2記載の軸流回転機械に装備される静翼環。 The stationary blade ring equipped in the axial-flow rotating machine according to claim 1, wherein a leaf spring is applied to the pressing spring.
前記ダンパは、前記第1凹部の形状に合わせて断面形状が矩形の直方体状に形成されている
ことを特徴とする、請求項1〜3の何れか1項に記載の軸流回転機械に装備される静翼環。 The first recess has a rectangular cross-sectional shape,
4. The axial flow rotating machine according to claim 1, wherein the damper is formed in a rectangular parallelepiped shape in cross section in accordance with the shape of the first recess. 5. Stator blade ring.
前記ダンパは、前記第1凹部の形状に合わせて断面形状が半円型或いは五角形に形成されている
ことを特徴とする、請求項1〜3の何れか1項に記載の軸流回転機械に装備される静翼環。 The first recess is formed in a semicircular or pentagonal cross-sectional shape,
The axial flow rotary machine according to any one of claims 1 to 3, wherein the damper has a semicircular or pentagonal cross-sectional shape in accordance with the shape of the first recess. Equipped with vane ring.
ことを特徴とする、請求項1〜5の何れか1項に記載の軸流回転機械に装備される静翼環。 The said 2nd recessed part hold | maintains the said pressing spring and the 2nd damper pressed by the said 2nd recessed part with the said pressing spring, The any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. A stator blade ring mounted on the axial-flow rotating machine described in the paragraph.
周方向に所定間隔で複数の静翼が配置されてなる静翼ユニットと、を複数段備え、
前記複数段のうちの少なくとも何れかの段の前記静翼ユニットに、請求項1〜6の何れか1項に記載の静翼環が適用されている
ことを特徴とする、軸流回転機械。
A moving blade unit in which a plurality of moving blades are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction;
A plurality of stator blade units each including a plurality of stator blades arranged at predetermined intervals in the circumferential direction,
An axial-flow rotating machine, wherein the stator blade ring according to any one of claims 1 to 6 is applied to at least one of the plurality of stages of the stator blade units.
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