JP5675282B2 - Rotor body and rotating machine - Google Patents

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JP5675282B2 JP2010251315A JP2010251315A JP5675282B2 JP 5675282 B2 JP5675282 B2 JP 5675282B2 JP 2010251315 A JP2010251315 A JP 2010251315A JP 2010251315 A JP2010251315 A JP 2010251315A JP 5675282 B2 JP5675282 B2 JP 5675282B2
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Description

本発明は、ガスタービン、蒸気タービン、ジェットエンジンなどに搭載される回転機械を構成する動翼体、この回転機械に関するものである。 The present invention rotating blade body constituting the rotary machine is mounted a gas turbine, steam turbine, etc. in a jet engine, to the rotary machine.

一般的なガスタービンは、圧縮機と燃焼器とタービンにより構成されている。そして、空気取入口から取り込まれた空気が圧縮機によって圧縮されることで高温・高圧の圧縮空気となり、燃焼器にて、この圧縮空気に対して燃料を供給して燃焼させることで高温・高圧の燃焼ガス(作動流体)を得て、この燃焼ガスによりタービンを駆動し、このタービンに連結された発電機を駆動する。   A general gas turbine includes a compressor, a combustor, and a turbine. The air taken in from the air intake port is compressed by the compressor to become high-temperature and high-pressure compressed air. In the combustor, the fuel is supplied to the compressed air and burned, so that the high-temperature and high-pressure is burned. The combustion gas (working fluid) is obtained, the turbine is driven by the combustion gas, and the generator connected to the turbine is driven.

このようなガスタービンの圧縮機やタービンで使用される動翼体は、主軸と一体で回転するロータディスクと、このロータディスクの外周部から放射状に延出するように組み付けられる複数の動翼から構成される。この場合、複数の動翼は、各翼根部がロータディスクの外周部に形成された溝にそれぞれ係合しており、隣接するプラットホーム同士の間にシールピンが接触するように配置されている。このシールピンは、回転軸方向に沿って延在しており、燃焼ガスの漏出を防止するシール機能を果たすと共に、動翼の振動を減衰させる減衰機能を果たしている。   A rotor blade body used in such a compressor or turbine of a gas turbine includes a rotor disk that rotates integrally with a main shaft, and a plurality of rotor blades that are assembled so as to extend radially from the outer periphery of the rotor disk. Composed. In this case, the plurality of rotor blades are arranged such that each blade root portion engages with a groove formed in the outer peripheral portion of the rotor disk, and a seal pin is in contact between adjacent platforms. The seal pin extends along the direction of the rotation axis, and performs a sealing function for preventing leakage of combustion gas and a damping function for attenuating vibration of the moving blades.

このような従来の動翼体としては、下記特許文献1、2に記載されたものがある。特許文献1に記載されたブレードダンパは、ブレードの隣接するプラットホーム間に形成される間隙内に受入れられ、プラットホームと摩擦係合することでブレードの振動を減衰させ、且つ、空気が対応する間隙を通過するのを防止するものである。また、特許文献2に記載された動翼体は、周方向で互いに隣接する動翼のプラットホーム部同士の隙間に、回転軸方向に沿って延在するシールピンを設け、このシールピンに同軸状に貫通する貫通穴を設けている。   Examples of such a conventional moving blade body are described in Patent Documents 1 and 2 below. The blade damper described in Patent Document 1 is received in a gap formed between adjacent platforms of the blade, and the vibration of the blade is attenuated by frictional engagement with the platform, and the air has a corresponding gap. It prevents it from passing. Further, the moving blade body described in Patent Document 2 is provided with a seal pin extending along the rotation axis direction in the gap between the platform portions of the moving blades adjacent to each other in the circumferential direction, and passes through the seal pin coaxially. A through hole is provided.

特開2002−030902号公報JP 2002-030902 A 特開2006−214367号公報JP 2006-214367 A

上述した従来の動翼体では、隣接する動翼の間にブレードダンパやシールピンを介装することで、燃焼ガスの漏出を防止すると共に、動翼の振動を減衰させるようにしている。この場合、動翼体が回転すると、ブレードダンパ(シールピン)に遠心力が作用し、接触する動翼から反力を受け、この動翼とブレードダンパとの接触面に摩擦力が発生することとなり、この摩擦力により動翼の励振力を減衰させることができる。   In the conventional moving blade body described above, a blade damper or a seal pin is interposed between adjacent moving blades to prevent leakage of combustion gas and to attenuate vibration of the moving blade. In this case, when the moving blade body rotates, centrifugal force acts on the blade damper (seal pin), and a reaction force is received from the contacting moving blade, and a frictional force is generated on the contact surface between the moving blade and the blade damper. The exciting force of the moving blade can be attenuated by this frictional force.

ところが、動翼体は、ロータディスクや動翼の形状、定常回転数などにより発生する動翼の励振力が異なるものであり、単に、隣接する動翼の間にブレードダンパやシールピンを介装しただけでは、動翼に発生する励振力を適正に減衰させることが困難である。   However, the moving blade body is different in the exciting force of the moving blade generated by the shape of the rotor disk and the moving blade, the steady rotation speed, etc., and a blade damper or a seal pin is simply interposed between the adjacent moving blades. It is difficult to properly attenuate the excitation force generated in the rotor blades.

本発明は、上述した課題を解決するものであり、動翼に発生する振動を適正に抑制可能とする動翼体及び回転機械を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problems, and an object thereof is to provide a moving blade body and a rotating machine that can appropriately suppress vibration generated in the moving blade.

上記の目的を達成するための本発明の動翼体は、主軸と一体に回転可能なロータディスクと、該ロータディスクの外周部から放射状に延出するように装着される複数の動翼と、周方向に隣接する前記動翼のプラットホーム同士の隙間に装着されるダンパ部材と、前記プラットホームと前記ダンパ部材との間に介装されて該ダンパ部材に対する接触角度を調整可能な調整部材と、を備えることを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, a rotor blade of the present invention includes a rotor disk that can rotate integrally with a main shaft, and a plurality of rotor blades that are mounted so as to extend radially from the outer periphery of the rotor disk; A damper member mounted in a gap between platforms of the moving blades adjacent in the circumferential direction, and an adjustment member interposed between the platform and the damper member to adjust a contact angle with the damper member. It is characterized by comprising.

従って、プラットホームとダンパ部材との間にこのダンパ部材に対する接触角度を調整可能な調整部材を介装しており、この接触角度を調整すると、動翼体の回転時にプラットホームから調整部材を介してダンパ部材に入力する反力が増減することとなる。そのため、動翼体の形状や回転数などに応じて最適な接触角度を選定することができ、動翼に発生する振動を適正に抑制することができる。   Therefore, an adjustment member capable of adjusting a contact angle with respect to the damper member is interposed between the platform and the damper member. When the contact angle is adjusted, the damper is moved from the platform via the adjustment member when the moving blade body rotates. The reaction force input to the member will increase or decrease. Therefore, an optimal contact angle can be selected according to the shape of the moving blade body, the number of rotations, and the like, and vibration generated in the moving blade can be appropriately suppressed.

本発明の動翼体では、周方向に隣接する前記プラットホーム同士の対向面のうちの少なくともいずれか一方に、前記ロータディスクの放射方向に対して前記主軸の中心側が拡大するような傾斜面が設けられ、該傾斜面に前記調整部材を位置決め可能な取付凹部が設けられることを特徴としている。   In the moving blade body of the present invention, an inclined surface is provided on at least one of the facing surfaces of the platforms adjacent in the circumferential direction so that the center side of the main shaft is enlarged with respect to the radial direction of the rotor disk. And an attachment recess capable of positioning the adjusting member is provided on the inclined surface.

従って、調整部材を取付凹部に装着することで、この調整部材を容易に、且つ、安定して位置決めすることができ、適正に動翼に発生する振動を抑制することができる。   Therefore, by mounting the adjustment member in the mounting recess, the adjustment member can be easily and stably positioned, and vibration generated in the moving blade can be appropriately suppressed.

本発明の動翼体では、前記調整部材は、前記プラットホーム及び前記ダンパ部材より軟質材料により構成されることを特徴としている。   In the moving blade body of the present invention, the adjustment member is made of a softer material than the platform and the damper member.

従って、長期の使用により軟質な調整部材が磨耗することとなり、変更が困難な動翼やダンパ部材を変更不要とし、磨耗した調整部材を交換するだけで長期的に安定した減衰機能を維持することができる。   Therefore, the soft adjustment member will wear due to long-term use, making it unnecessary to change the moving blade and damper member, which are difficult to change, and maintaining a stable damping function over the long term simply by replacing the worn adjustment member Can do.

本発明の動翼体及び回転機械によれば、プラットホームとダンパ部材との間にこのダンパ部材に対する接触角度を調整可能な調整部材を介装するので、動翼に発生する振動を適正に抑制することができる。 According to the moving blade body and the rotating machine of the present invention, since the adjusting member capable of adjusting the contact angle with the damper member is interposed between the platform and the damper member, vibration generated in the moving blade is appropriately suppressed. be able to.

図1は、本発明の一実施例に係る動翼体を搭載したガスタービンを表す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a gas turbine equipped with a moving blade body according to an embodiment of the present invention. 図2は、ガスタービンにおける動翼を表す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a moving blade in a gas turbine. 図3は、動翼の取付状態を表す動翼体の腰部断面図である。FIG. 3 is a waist cross-sectional view of the moving blade body showing the attached state of the moving blade. 図4は、ダンパピンが装着された動翼体の要部断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the main part of the rotor blade body to which the damper pin is attached. 図5は、ダンパピン及び調整ピースが装着された動翼体の要部断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of the main part of the rotor blade body on which the damper pin and the adjustment piece are mounted. 図6は、ダンパピン及び調整ピースが装着された動翼体の要部断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the main part of the rotor blade body on which the damper pin and the adjustment piece are mounted. 図7は、調整ピースの角度に対する反力/遠心力を表すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the reaction force / centrifugal force with respect to the angle of the adjustment piece.

以下に添付図面を参照して、本発明に係る動翼体の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。   Exemplary embodiments of a rotor blade according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by this Example, Moreover, when there exists multiple Example, what comprises combining each Example is also included.

図1は、本発明の一実施例に係る動翼体を搭載したガスタービンを表す概略構成図、図2は、ガスタービンにおける動翼を表す概略図、図3は、動翼の取付状態を表す動翼体の腰部断面図、図4は、ダンパピンが装着された動翼体の要部断面図、図5及び図6は、ダンパピン及び調整ピースが装着された動翼体の要部断面図、図7は、調整ピースの角度に対する反力/遠心力を表すグラフである。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a gas turbine equipped with a moving blade body according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram showing moving blades in the gas turbine, and FIG. 3 is an attached state of the moving blades. 4 is a cross-sectional view of the main part of the moving blade body on which the damper pin is mounted, and FIGS. 5 and 6 are cross-sectional views of the main part of the moving blade body on which the damper pin and the adjustment piece are mounted. FIG. 7 is a graph showing the reaction force / centrifugal force with respect to the angle of the adjustment piece.

ガスタービンは、図1に示すように、圧縮機11と燃焼器12とタービン13により構成されている。このガスタービンには、図示しない発電機が連結されており、発電可能となっている。   As shown in FIG. 1, the gas turbine includes a compressor 11, a combustor 12, and a turbine 13. A generator (not shown) is connected to the gas turbine and can generate power.

圧縮機11は、空気を取り込む空気取入口20を有し、圧縮機車室21内に入口案内翼(IGV)22が配設されると共に、複数の静翼23と動翼24が前後方向(後述するロータ32の軸方向)に交互に配設されてなり、その外側に抽気室25が設けられている。燃焼器12は、圧縮機11で圧縮された圧縮空気に対して燃料を供給し、点火することで燃焼可能となっている。タービン13は、タービン車室26内に複数の静翼27と動翼28が前後方向(後述するロータ32の軸方向)に交互に配設されている。このタービン車室26の下流側には、排気車室29を介して排気室30が配設されており、排気室30は、タービン13に連続する排気ディフューザ31を有している。   The compressor 11 has an air intake 20 for taking in air, an inlet guide vane (IGV) 22 is disposed in the compressor casing 21, and a plurality of stationary vanes 23 and moving blades 24 are arranged in the front-rear direction (described later). Are arranged alternately in the axial direction of the rotor 32, and the bleed chambers 25 are provided outside thereof. The combustor 12 is combustible by supplying fuel to the compressed air compressed by the compressor 11 and igniting it. In the turbine 13, a plurality of stationary blades 27 and moving blades 28 are alternately disposed in a turbine casing 26 in the front-rear direction (the axial direction of a rotor 32 described later). An exhaust chamber 30 is disposed downstream of the turbine casing 26 via an exhaust casing 29, and the exhaust chamber 30 has an exhaust diffuser 31 that is continuous with the turbine 13.

また、圧縮機11、燃焼器12、タービン13、排気室30の中心部を貫通するようにロータ(主軸)32が位置している。ロータ32は、圧縮機11側の端部が軸受部33により回転自在に支持される一方、排気室30側の端部が軸受部34により回転自在に支持されている。そして、このロータ32は、圧縮機11にて、各動翼24が装着されたロータディスク35が複数重ねられて固定され、タービン13にて、各動翼28が装着されたロータディスク36が複数重ねられて固定されており、排気室30側の端部に図示しない発電機の駆動軸が連結されている。   A rotor (main shaft) 32 is positioned so as to penetrate through the compressor 11, the combustor 12, the turbine 13, and the central portion of the exhaust chamber 30. The end of the rotor 32 on the compressor 11 side is rotatably supported by the bearing portion 33, while the end of the exhaust chamber 30 side is rotatably supported by the bearing portion 34. In the rotor 32, a plurality of rotor disks 35 to which the rotor blades 24 are mounted are stacked and fixed in the compressor 11, and a plurality of rotor disks 36 to which the rotor blades 28 are mounted in the turbine 13. The driving shaft of the generator (not shown) is connected to the end on the exhaust chamber 30 side.

そして、このガスタービンは、圧縮機11の圧縮機車室21が脚部37に支持され、タービン13のタービン車室26が脚部38により支持され、排気室30が脚部39により支持されている。   In this gas turbine, the compressor casing 21 of the compressor 11 is supported by the legs 37, the turbine casing 26 of the turbine 13 is supported by the legs 38, and the exhaust chamber 30 is supported by the legs 39. .

従って、圧縮機11の空気取入口20から取り込まれた空気が、入口案内翼22、複数の静翼23と動翼24を通過して圧縮されることで高温・高圧の圧縮空気となる。燃焼器12にて、この圧縮空気に対して所定の燃料が供給され、燃焼する。そして、この燃焼器12で生成された作動流体である高温・高圧の燃焼ガス(作動流体)が、タービン13を構成する複数の静翼27と動翼28を通過することでロータ32を駆動回転し、このロータ32に連結された発電機を駆動する。一方、排気ガス(燃焼ガス)のエネルギは、排気室30の排気ディフューザ31により圧力に変換され減速されてから大気に放出される。   Therefore, the air taken in from the air intake port 20 of the compressor 11 passes through the inlet guide vane 22, the plurality of stationary vanes 23, and the moving blades 24 and is compressed to become high-temperature and high-pressure compressed air. A predetermined fuel is supplied to the compressed air in the combustor 12 and burned. Then, the high-temperature and high-pressure combustion gas (working fluid) that is the working fluid generated by the combustor 12 passes through the plurality of stationary blades 27 and the moving blades 28 that constitute the turbine 13 to drive and rotate the rotor 32. Then, the generator connected to the rotor 32 is driven. On the other hand, the energy of the exhaust gas (combustion gas) is converted into pressure by the exhaust diffuser 31 in the exhaust chamber 30 and decelerated before being released to the atmosphere.

このように構成されたガスタービンにて、本実施例の動翼体は、タービン13に適用されたものであって、図2及び図3に示すように、ロータ32と一体に回転可能なロータディスク36と、このロータディスク36の外周部から放射状に延出するように装着される複数の動翼28とを有している。   In the gas turbine configured as described above, the rotor blade body of the present embodiment is applied to the turbine 13 and can rotate integrally with the rotor 32 as shown in FIGS. 2 and 3. It has a disk 36 and a plurality of blades 28 mounted so as to extend radially from the outer periphery of the rotor disk 36.

動翼28は、翼根部41と、プラットホーム42と、翼部43とから構成されている。翼根部41は、ロータ32の軸心方向視の断面形状が、所謂、クリスマスツリー形状に形成され、ロータディスク36に板厚方向から嵌合して固定可能となっている。プラットホーム42は、翼根部41と翼部43とをつなぐ台座形状をなし、ロータディスク36の外周を覆うように、翼根部41と一体となる湾曲したプレート形状をなしている。翼部43は、横断面形状が流線形をなし、この形状を確保しながら徐々に捩られながら延出しており、基端部がプラットホーム42に固定されて先端部がケーシング(図示略)の内壁面側に延出しており、燃焼ガスを円滑に流動させるべく機能する。   The moving blade 28 includes a blade root portion 41, a platform 42, and a wing portion 43. The blade root portion 41 has a so-called Christmas tree shape in cross section when viewed from the axial direction of the rotor 32, and can be fixed by being fitted to the rotor disk 36 from the thickness direction. The platform 42 has a pedestal shape that connects the blade root portion 41 and the blade portion 43, and has a curved plate shape integrated with the blade root portion 41 so as to cover the outer periphery of the rotor disk 36. The wing portion 43 has a streamlined cross-sectional shape, and extends while being gradually twisted while ensuring this shape. The base end portion is fixed to the platform 42 and the tip end portion is inside a casing (not shown). It extends to the wall surface and functions to allow the combustion gas to flow smoothly.

一方、ロータディスク36は、外周部に動翼28の翼根部41の断面形状とほぼ同じ形状をなす嵌合溝51が、周方向に等間隔で軸方向に沿って形成されている。この各嵌合溝51は、動翼28の翼根部41が軸方向から挿入されて固定される。そして、複数の動翼28がロータディスク36に組み付けられることで、ロータディスク36の外周から複数の動翼28における翼部43が放射状に延出した動翼体が構成される。   On the other hand, in the rotor disk 36, fitting grooves 51 having substantially the same shape as the cross-sectional shape of the blade root 41 of the rotor blade 28 are formed on the outer periphery along the axial direction at equal intervals in the circumferential direction. Each fitting groove 51 is fixed by inserting the blade root 41 of the rotor blade 28 from the axial direction. Then, by assembling the plurality of moving blades 28 to the rotor disk 36, a moving blade body in which the blade portions 43 of the plurality of moving blades 28 extend radially from the outer periphery of the rotor disk 36 is configured.

このように構成された本実施例の動翼体は、周方向に隣接する動翼28のプラットホーム42同士の隙間に装着されるダンパピン(ダンパ部材)61と、プラットホーム42とダンパピン61との間に介装されてこのダンパピン61に対する接触角度を調整可能な調整ピース(調整部材)62とが設けられている。この場合、周方向に隣接するプラットホーム42同士の対向面のうちの少なくともいずれか一方に、ロータディスク36の放射方向に対してロータ32の中心側が拡大するような傾斜面が設けられ、この傾斜面に調整ピース62を位置決め可能な取付凹部が設けられている。   The moving blade body of the present embodiment configured as described above includes a damper pin (damper member) 61 mounted in a gap between the platforms 42 of the moving blades 28 adjacent in the circumferential direction, and between the platform 42 and the damper pin 61. An adjustment piece (adjustment member) 62 that is interposed and can adjust the contact angle with respect to the damper pin 61 is provided. In this case, an inclined surface is provided on at least one of the opposing surfaces of the platforms 42 adjacent to each other in the circumferential direction so that the center side of the rotor 32 expands with respect to the radial direction of the rotor disk 36. A mounting recess is provided in which the adjustment piece 62 can be positioned.

即ち、図4に示すように、隣接する動翼28の各プラットホーム42のうち、一方のプラットホーム42aは、ロータディスク36の放射方向に平行な側面71aを有し、他方のプラットホーム42bは、ロータディスク36の放射方向に対してロータ32の中心側が拡大するような側面となる傾斜面71bを有している。そして、プラットホーム42bは、この傾斜面71bに取付凹部72が形成されており、この取付凹部72はロータ32の軸方向に沿った溝となっている。本実施例にて、傾斜面71b(取付凹部72)は、ロータ32の径方向、つまり、ロータディスク36の放射方向に対する角度がθに設定されている。 That is, as shown in FIG. 4, among the platforms 42 of the adjacent moving blades 28, one platform 42a has a side surface 71a parallel to the radial direction of the rotor disk 36, and the other platform 42b is a rotor disk. It has the inclined surface 71b used as the side surface which the center side of the rotor 32 expands with respect to 36 radial directions. The platform 42 b has a mounting recess 72 formed on the inclined surface 71 b, and the mounting recess 72 is a groove along the axial direction of the rotor 32. In this embodiment, the inclined surface 71b (mounting recess 72), the diameter direction of the rotor 32, i.e., the angle is set to theta 0 to radiant direction of the rotor disc 36.

そして、プラットホーム42aの側面71aと、プラットホーム42bの傾斜面71b(取付凹部72)との間に、ダンパピン61が介装されている。この場合、ダンパピン61は、取付凹部72内に配置されており、端部が図示しない支持部材により支持されることが好ましい。   A damper pin 61 is interposed between the side surface 71a of the platform 42a and the inclined surface 71b (mounting recess 72) of the platform 42b. In this case, it is preferable that the damper pin 61 is disposed in the mounting recess 72 and the end is supported by a support member (not shown).

また、本実施例では、ダンパピン61に対するプラットホーム42bの接触角度が調整可能となっている。即ち、図5に示すように、調整ピース62aは、上端部が薄くて下端部が厚い板厚を有し、ロータディスク36の軸方向に長い板部材であって、プラットホーム42bの傾斜面71bに形成された取付凹部72に嵌合している。そのため、ダンパピン61は、プラットホーム42aの側面71aと、プラットホーム42bにおける傾斜面71bの取付凹部72に支持された調整ピース62aとの間に介装されることとなる。この場合、調整ピース62aは、ロータ32の径方向、つまり、ロータディスク36の放射方向に対する角度がθ(θ<θ)に設定されている。 In the present embodiment, the contact angle of the platform 42b with respect to the damper pin 61 can be adjusted. That is, as shown in FIG. 5, the adjustment piece 62a is a plate member that has a thin upper end portion and a thick lower end portion and is long in the axial direction of the rotor disk 36, and is formed on the inclined surface 71b of the platform 42b. It fits into the formed mounting recess 72. Therefore, the damper pin 61 is interposed between the side surface 71a of the platform 42a and the adjustment piece 62a supported by the mounting recess 72 of the inclined surface 71b of the platform 42b. In this case, the angle of the adjustment piece 62a with respect to the radial direction of the rotor 32, that is, the radial direction of the rotor disk 36 is set to θ 110 ).

また、図6に示すように、調整ピース62bは、上端部が厚くて下端部が薄い板厚を有し、ロータディスク36の軸方向に長い板部材であって、プラットホーム42bの傾斜面71bに形成された取付凹部72に嵌合している。そのため、ダンパピン61は、プラットホーム42aの側面71aと、プラットホーム42bにおける傾斜面71bの取付凹部72に支持された調整ピース62bとの間に介装されることとなる。この場合、調整ピース62bは、ロータ32の径方向、つまり、ロータディスク36の放射方向に対する角度がθ(θ<θ<θ)に設定されている。 Further, as shown in FIG. 6, the adjustment piece 62b is a plate member having a thick upper end and a thin lower end, and is long in the axial direction of the rotor disk 36, and is formed on the inclined surface 71b of the platform 42b. It fits into the formed mounting recess 72. Therefore, the damper pin 61 is interposed between the side surface 71a of the platform 42a and the adjustment piece 62b supported by the mounting recess 72 of the inclined surface 71b of the platform 42b. In this case, in the adjustment piece 62b, the angle with respect to the radial direction of the rotor 32, that is, the radial direction of the rotor disk 36 is set to θ 2102 ).

ここで、各調整ピース62(62a,62b)は、プラットホーム42(42a,42b)及びダンパピン61よりも軟質材料により構成されている。   Here, each adjustment piece 62 (62a, 62b) is made of a softer material than the platform 42 (42a, 42b) and the damper pin 61.

従って、図4に示すように、ロータ32と共にロータディスク36が回転し、各動翼28が回転すると、ダンパピン61に遠心力CFが作用することから、一方のプラットホーム42aの側面71aからダンパピン61に反力Naが作用し、他方のプラットホーム42bの傾斜面71bからダンパピン61に反力Nbが作用する。一方、ガスタービンの運転中は、各動翼28に燃焼ガスからの励振力が作用するため、各動翼28は振動することとなり、プラットホーム42a,42bとダンパピン61との接触部に摩擦力が発生する。その結果、プラットホーム42a,42bとダンパピン61との接触部に発生する摩擦力が動翼28の励振力を減衰させることとなる。   Therefore, as shown in FIG. 4, when the rotor disk 36 is rotated together with the rotor 32, and each rotor blade 28 is rotated, the centrifugal force CF acts on the damper pin 61. Therefore, the side surface 71a of one platform 42a is applied to the damper pin 61. The reaction force Na acts, and the reaction force Nb acts on the damper pin 61 from the inclined surface 71b of the other platform 42b. On the other hand, during operation of the gas turbine, an excitation force from the combustion gas acts on each rotor blade 28, so that each rotor blade 28 vibrates, and a frictional force is generated at the contact portion between the platforms 42a, 42b and the damper pin 61. Occur. As a result, the frictional force generated at the contact portion between the platforms 42 a and 42 b and the damper pin 61 attenuates the excitation force of the moving blade 28.

しかし、ガスタービンは、その機種により定格回転数が相違するものであり、このときの周波数(励振力)に応じた固有の振動数を有している。そのため、いずれの機種のガスタービンであっても、このダンパピン61により動翼28の励振力を減衰させることができるものでもない。   However, gas turbines have different rated rotational speeds depending on the model, and have a specific frequency corresponding to the frequency (excitation force) at this time. For this reason, any type of gas turbine is not capable of attenuating the excitation force of the moving blade 28 by the damper pin 61.

そこで、図5及び図6に示すように、プラットホーム42bの傾斜面71bに形成された取付凹部72に形状の異なる調整ピース62a,62bを装着することで、ダンパピン61に対するプラットホーム42b(調整ピース62a,62b)の接触角度を変更する。そのため、ダンパピン61とプラットホーム42b(調整ピース62a,62b)との間に発生する摩擦力が変わり、特定のガスタービンの固有振動数に対応した摩擦力に調整することが可能となる。   Therefore, as shown in FIGS. 5 and 6, the platform 42 b (adjustment pieces 62 a, 62 b) with respect to the damper pin 61 is mounted by attaching the adjustment pieces 62 a, 62 b having different shapes to the mounting recess 72 formed in the inclined surface 71 b of the platform 42 b. The contact angle of 62b) is changed. Therefore, the frictional force generated between the damper pin 61 and the platform 42b (adjustment pieces 62a and 62b) changes, and it becomes possible to adjust to the frictional force corresponding to the specific frequency of the specific gas turbine.

即ち、ダンパピン61に作用する遠心力をCF、一方のプラットホーム42aの側面71aからダンパピン61に作用する反力をNa、他方のプラットホーム42b(傾斜面71b、調整ピース62a,62b)からダンパピン61に作用する反力をNbとする。また、ダンパピン61に対するプラットホーム42b(傾斜面71b、調整ピース62a,62b)の傾斜角度をθとする。このとき、傾斜角度θに対する反力Na,Nb/遠心力CFは、図7に示すグラフに表すものとなる。ここで、N/CFは、Na/CFとNb/CFの合計である。   That is, the centrifugal force acting on the damper pin 61 is CF, the reaction force acting on the damper pin 61 from the side surface 71a of one platform 42a is Na, and the other platform 42b (the inclined surface 71b, the adjustment pieces 62a and 62b) acts on the damper pin 61. Let Nb be the reaction force. In addition, an inclination angle of the platform 42b (inclined surface 71b, adjustment pieces 62a and 62b) with respect to the damper pin 61 is defined as θ. At this time, the reaction force Na, Nb / centrifugal force CF with respect to the inclination angle θ is represented in the graph shown in FIG. Here, N / CF is the sum of Na / CF and Nb / CF.

このグラフからもわかるように、傾斜角度θが大きくなると、反力/遠心力N/CFが減少することとなり、プラットホーム42b(傾斜面71b、調整ピース62a,62b)とダンパピン61との間で発生する摩擦力も小さくなる。つまり、適正な調整ピース62a,62bを用いることで、ダンパピン61との摩擦力を調整することで、特定のガスタービンに対する最適な摩擦力とし、十分なダンピングを付与して適正に動翼28の振動の発生を抑制することができる。   As can be seen from this graph, when the inclination angle θ increases, the reaction force / centrifugal force N / CF decreases, and is generated between the platform 42b (the inclined surface 71b and the adjustment pieces 62a and 62b) and the damper pin 61. The frictional force is also reduced. That is, by using the appropriate adjustment pieces 62a and 62b, the frictional force with the damper pin 61 is adjusted to obtain the optimum frictional force for a specific gas turbine, and sufficient damping is applied to appropriately adjust the moving blade 28. Generation of vibration can be suppressed.

なお、本実施例のようにガスタービンのタービン13に搭載される動翼体の場合、翼部43が高温の燃焼ガスにより高温雰囲気にさらされることから、これにより生じる動翼28そのものの過剰な温度上昇を抑える必要がある。そのため、ロータディスク36の外周面と、周方向で隣接する動翼28におけるプラットホーム42から翼根部41にあたる部分とにより、冷却空気を流通させるための隙間が設けられている。その結果、この隙間に冷却空気が流通することで、動翼28との間で直接的に熱交換がなされ、動翼28を冷却して温度上昇を抑止することができる。但し、隣接する動翼28におけるプラットホーム42同士の隙間から燃焼ガスが過剰に漏れ出すと、タービン効率が低下してしまう。そのため、上述したダンパピン61がその燃焼ガスの過剰な漏出を防止するシールピンとして機能する。   In the case of the moving blade body mounted on the turbine 13 of the gas turbine as in the present embodiment, the blade portion 43 is exposed to a high temperature atmosphere by the high temperature combustion gas, so that the excessively generated moving blade 28 itself is excessive. It is necessary to suppress the temperature rise. Therefore, a gap for circulating cooling air is provided by the outer peripheral surface of the rotor disk 36 and the portion of the moving blade 28 adjacent in the circumferential direction that corresponds to the blade root 41 from the platform 42. As a result, when the cooling air flows through the gap, heat exchange is directly performed with the moving blades 28, and the moving blades 28 can be cooled to suppress an increase in temperature. However, if the combustion gas leaks excessively from the gaps between the platforms 42 in the adjacent moving blades 28, the turbine efficiency is lowered. Therefore, the above-described damper pin 61 functions as a seal pin that prevents excessive leakage of the combustion gas.

このように本実施例の動翼体にあっては、ロータ32と一体に回転可能なロータディスク36と、このロータディスク36の外周部から放射状に延出するように装着される複数の動翼28と、周方向に隣接する動翼28のプラットホーム42同士の隙間に装着されるダンパピン61と、プラットホーム42とダンパピン61との間に介装されてダンパピン61に対する接触角度を調整可能な調整ピース62とを設けている。   Thus, in the moving blade body of the present embodiment, the rotor disk 36 that can rotate integrally with the rotor 32 and a plurality of moving blades that are mounted so as to extend radially from the outer periphery of the rotor disk 36. 28, a damper pin 61 mounted in a gap between the platforms 42 of the rotor blades 28 adjacent to each other in the circumferential direction, and an adjustment piece 62 that is interposed between the platform 42 and the damper pin 61 to adjust a contact angle with respect to the damper pin 61. And are provided.

従って、プラットホーム42とダンパピン61との間にこのダンパピン61に対する接触角度を調整可能な調整ピース62を介装しており、この接触角度を調整すると、動翼28の回転時にプラットホーム42から調整ピース62を介してダンパピン61に入力する反力が増減することとなる。そのため、動翼28の形状や回転数などに応じて最適な接触角度を選定することができ、動翼28に発生する振動を適正に抑制することができる。   Accordingly, an adjustment piece 62 capable of adjusting the contact angle with respect to the damper pin 61 is interposed between the platform 42 and the damper pin 61. When the contact angle is adjusted, the adjustment piece 62 is removed from the platform 42 when the moving blade 28 rotates. The reaction force input to the damper pin 61 through the distance increases or decreases. For this reason, an optimal contact angle can be selected according to the shape and the rotational speed of the moving blade 28, and vibration generated in the moving blade 28 can be appropriately suppressed.

また、本実施例の動翼体では、周方向に隣接するプラットホーム42同士の対向面のうちの少なくともいずれか一方に、ロータディスク36の放射方向に対してロータ32の中心側が拡大するような傾斜面71bを設け、この傾斜面71bに調整ピース62を位置決め可能な取付凹部72を設けている。従って、調整ピース62を取付凹部72に装着することで、この調整ピース62を容易に、且つ、安定して位置決めすることができ、適正に動翼28に発生する振動を抑制することができる。   Further, in the moving blade body of the present embodiment, at least one of the facing surfaces of the platforms 42 adjacent to each other in the circumferential direction is inclined so that the center side of the rotor 32 expands with respect to the radial direction of the rotor disk 36. A surface 71b is provided, and an attachment recess 72 capable of positioning the adjustment piece 62 is provided on the inclined surface 71b. Therefore, by mounting the adjustment piece 62 in the mounting recess 72, the adjustment piece 62 can be easily and stably positioned, and vibration generated in the moving blade 28 can be appropriately suppressed.

また、本実施例の動翼体では、調整ピース62を、プラットホーム42及びダンパピン61より軟質材料により構成している。従って、長期の使用により軟質な調整ピース62が磨耗することとなり、変更が困難な動翼28やダンパピン61を変更不要とし、磨耗した調整ピース62を交換するだけで長期的に安定した減衰機能を維持することができる。   Moreover, in the moving blade body of the present embodiment, the adjustment piece 62 is made of a soft material than the platform 42 and the damper pin 61. Accordingly, the soft adjustment piece 62 is worn by long-term use, making it unnecessary to change the moving blade 28 and the damper pin 61 that are difficult to change, and providing a long-term stable damping function simply by replacing the worn adjustment piece 62. Can be maintained.

なお、上述した実施例では、プラットホーム42bとダンパピン61との間に調整ピース62を介装したが、プラットホーム42aとダンパピン61との間に調整ピースを介装してもよく、両方に介装してもよい。   In the above-described embodiment, the adjustment piece 62 is interposed between the platform 42b and the damper pin 61. However, the adjustment piece may be interposed between the platform 42a and the damper pin 61, or both. May be.

また、上述した実施例にて、本発明に係る動翼体をガスタービンのタービン13に適用して説明したが、圧縮機11に適用してもよく、また、ガスタービンに限らず、蒸気タービンなどその他の回転機械に適用することができる。   In the above-described embodiments, the moving blade body according to the present invention is applied to the turbine 13 of the gas turbine. However, the moving blade body may be applied to the compressor 11 and is not limited to the gas turbine. It can be applied to other rotating machines.

本発明に係る動翼体は、動翼のプラットホームとダンパ部材との間にダンパ部材に対する接触角度を調整可能な調整部材を介装することで、動翼に発生する振動を適正に抑制可能とするものであり、いずれの回転機械にも適用することができる。   The moving blade body according to the present invention can appropriately suppress vibration generated in the moving blade by interposing an adjusting member capable of adjusting a contact angle with respect to the damper member between the moving blade platform and the damper member. It can be applied to any rotating machine.

11 圧縮機
12 燃焼器
13 タービン
28 動翼
32 ロータ(主軸)
36 ロータディスク
41 翼根部
42,42a,42b プラットホーム
43 翼部
61 ダンパピン(ダンパ部材)
62,62a,62b 調整ピース(調整部材)
71b 傾斜面
72 取付凹部
11 Compressor 12 Combustor 13 Turbine 28 Rotor blade 32 Rotor (main shaft)
36 Rotor disc 41 Blade root 42, 42a, 42b Platform 43 Wing 61 Damper pin (damper member)
62, 62a, 62b Adjustment piece (adjustment member)
71b Inclined surface 72 Mounting recess

Claims (4)

主軸と一体に回転可能なロータディスクと、
該ロータディスクの外周部から放射状に延出するように装着される複数の動翼と、
周方向に隣接する前記動翼のプラットホーム同士の隙間に装着されるダンパ部材と、
前記プラットホームと前記ダンパ部材との間に介装されて該ダンパ部材に対する接触角度を調整可能な調整部材と、
を備え
周方向に隣接する前記プラットホーム同士の対向面のうちの少なくともいずれか一方に、前記ロータディスクの放射方向に対して前記主軸の中心側が拡大するような傾斜面が設けられ、該傾斜面に前記調整部材を位置決め可能な取付凹部が設けられる、
ことを特徴とする動翼体。
A rotor disk that can rotate integrally with the main shaft;
A plurality of moving blades mounted so as to extend radially from the outer periphery of the rotor disk;
A damper member installed in a gap between the blade platforms adjacent in the circumferential direction;
An adjustment member interposed between the platform and the damper member and capable of adjusting a contact angle with the damper member;
Equipped with a,
At least one of the opposing surfaces of the platforms adjacent to each other in the circumferential direction is provided with an inclined surface that enlarges the center side of the main shaft with respect to the radial direction of the rotor disk, and the adjustment is performed on the inclined surface. A mounting recess capable of positioning the member is provided,
A moving blade body characterized by that.
前記調整部材は、前記プラットホーム及び前記ダンパ部材より軟質材料により構成されることを特徴とする請求項1に記載の動翼体。 The moving blade body according to claim 1 , wherein the adjustment member is made of a softer material than the platform and the damper member. 主軸と一体に回転可能なロータディスクと、
該ロータディスクの外周部から放射状に延出するように装着される複数の動翼と、
周方向に隣接する前記動翼のプラットホーム同士の隙間に装着されるダンパ部材と、
前記プラットホームと前記ダンパ部材との間に介装されて該ダンパ部材に対する接触角度を調整可能な調整部材と、
を備え
前記調整部材は、前記プラットホーム及び前記ダンパ部材より軟質材料により構成される、
ことを特徴とする動翼体。
A rotor disk that can rotate integrally with the main shaft;
A plurality of moving blades mounted so as to extend radially from the outer periphery of the rotor disk;
A damper member installed in a gap between the blade platforms adjacent in the circumferential direction;
An adjustment member interposed between the platform and the damper member and capable of adjusting a contact angle with the damper member;
Equipped with a,
The adjustment member is made of a soft material than the platform and the damper member,
A moving blade body characterized by that.
請求項1から3のいずれか一つに記載の動翼体を有することを特徴とする回転機械。  A rotating machine comprising the blade body according to any one of claims 1 to 3.
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