JPH0295702A

JPH0295702A - 動翼制振装置

Info

Publication number: JPH0295702A
Application number: JP24412188A
Authority: JP
Inventors: Hajime Toritani; 初鳥谷; Haruo Urushiya; 漆谷　春雄; Hiromi Takahashi; 高橋　広海; Kazuo Sato; 和雄佐藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-09-30
Filing date: 1988-09-30
Publication date: 1990-04-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、改良型タービンに係り、特に、タービン動翼
の制振に好適なダンパ装置に関する。

〔従来の技術〕

ガスタービンのパケットには、羽根部とディスクとを連
結するダブテール部があり、羽根部の半径方向内周側に
は台座部と、その円周側にシャンクを設けており、更に
、内周側にディスクと連結するダブテールフック部があ
る。通常、タービン動翼には円形状ピンが設けられる。

円形状ピンがパケットの隣接台座の相互間の隙間をシー
ルして、パケットを制動する。（以下これをシールピン
と称す）シールピンには切欠き付きの端が形成されてお
り、パケットの台座の下を、軸方向にシールピンが伸び
ていて、台座部に形成された切り込みと、切欠き付きピ
ン端との係合によりシールピンの各端を支持する。なお
、タービン動翼構造は、特開昭６０−５６８８４号公報
、米国特許第３１３７４７８号に更に詳しく開示されて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

このようなタービン動翼ではシールピンが円形状である
ため、隣翼との間の間隙にシールピンを挿入するもので
あり１回転中はシールピンと台座との接触力、すなわち
、シールピンの遠心力のみによって接触し、その磨擦力
のみによってｆＩｊＪ翼を制振する。

そして、動翼相互間の間隙が小さいために、比較的小さ
なシールピンしか挿入できない。動翼寸法が小さくなっ
た場合はビンの寸法も小さくなるため、振動の減衰効果
が減少する。

本発明の目的は、タービン動翼相互間の少ない隙間を利
用して、小さなシールピンにより、効果的に制振するよ
うにした装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、タービン動翼に振動を減衰する手段をもた
らし、そして、シールピンを含み、シールピンが動翼の
台座下を軸方向に伸びて、台座の半径方向内側面に二ケ
所で接触する。また、一方は台座以外とシールピンの内
側で接触する。一方、シールピンは、台座と接触する点
以外にパケットの他の点と接触する。パケット台座のシ
ールピン支持部にシールピンの切欠き付き端を係合する
ことにより、シールピンの各軸方向端をゆるく支持する
。各シールピンは、周方向に相隣接する一対のパケット
の間を軸方向に伸びており、その位置は、周方向に相隣
接するパケットの台座部の面に近接して離隔し、かつ、
その下側にあり、タービンディスクが回転した時、シー
ルピンに生じる遠心力によって隣接する翼の台座と接触
し、シールピンの他の一点と接触する。

〔作用〕

シールピンには台座をＶ型に設けたことによる翼間のつ
っばり力と、他の一点と接触することによる反力が発生
する。

これによって動翼間に作用する力は、シールピンの重量
による接触力のみでなく、シールピンと他の一点の反力
があるために、接触力が増加することになり、動翼が振
動した場合に相対的発熱滑動機構によって、振動・減衰
効果が増大する。

〔実施例〕

第１図に一般的なガスタービン部の構造を示す。

タービンディスク１は環状にあり、その半径方向外周に
は、複数のパケット２が環状列にダブテールフック３に
より固定され、そこから半径方向に伸びている。ディス
ク１はシャフト４とボルト５のような適当な手段により
連結され、タービン軸６のまわりを回転する。以下、使
用する軸、及び、軸方向はタービン軸６の大体の方向を
意味する。

第２図は第１図の■矢視図であり、タービンバケラト部
の拡大図である。各パケット２はディスク１とダブテー
ルフック３で係合されている。パケット２は羽根部７と
シャンク８とからなり、どちらも、ほぼ、半径方向に伸
びている。羽根部７とシャンク８の間には台座部９があ
る。台座部９は周方向に隣接する各台座部９と近接した
離隔関係、又は、接触関係になるように、周方向に伸び
る寸法と形状になっていて、これらが共同して、パケッ
トの羽根部７を通過する動力流体に対して内側と境界を
作っている。

さらに、流体阻止を強めるため、パケットの台座部９の
パケット間には、ほぼ、軸方向に伸びるシール、及び、
ダンパ用シールピン１０があり適当な手段によって支持
され、台座部９の下に設けた界面に沿っている。各シー
ルピン１０の断面は、長円形になっており、各端には、
ほぼ、半円形、又は、楕円状の切欠きをもつ支持部を持
ち、パケット側の切欠きとゆるく係合する。台座部９下
の支持溝１１は、台座９の下側にある。この溝は半径方
向外周側には、はぼＶ型の半径方向内向きの溝１２とな
っており、パケットの相隣接合座９の各対の界面に沿っ
て構成する。

また、支持溝１１の半径方向の内周側には、ディスク１
の回転静止中にもシールピン１０が移動しないように支
持台１３を設けである。

第３図はシールピンの構造の一例を示す。断面は、ほぼ
、長円形であり、両端には第２図の支持溝１１と係合す
るように断面半円形、又は、楕円形状の切欠き１４をも
ち、軸方向の移動を防いでいる。本例ではピンの下支持
部１５の形状は長円形であるが、特に、これに限らずＶ
型溝１２と接触し、下側で他の一点と接触する構造であ
ればよい。

第４図は、パケットの台座部９にシールピン１０を組込
んだ状態を示す。支持溝１１にシールピンの切欠き部１
４が係合し、シールピン支持部１５はシャンクの隙間１
６に挿入される。

第５図はシールピンと溝の係合部の拡大図であり、ディ
スク静止中の状態を示す。

静止中は、遠心力によるシールピン１０の半径方向の移
動は無いため、シールピンの切欠き部１４は、シャンク
の支持台１３と接している。支持台１３の傾斜は、半径
方向と直角以外となることが望ましく、シールピン１０
は半径方向中心にどちらかに偏心している。

これは第６図に示すように、回転中にはシールピン１ｏ
の外周側は■型溝１２とＡ点、及び、Ｂ点に接触する。

また、シールピンの内周側はパケットシャンクとＣ点で
接触して安定する。従って、支持台１３はＣ点の側に傾
斜させておくと、静止中と回転中でシールピン１ｏは同
じ方向に傾くことになる。

また、回転中にシールピン１０の切欠き部１４が支持台
１３と接触しても無理なこじり力がシールピンの切欠き
部１４に作用することがない。

パケットが振動して隣接する翼間に相対的動きが発生し
た場合には、シールピン１０は半径方向内側に押される
が、Ｃ点の反力によりＶ型溝１２の下をすべってＡ点と
Ｂ点が再度接触し、安定した接触状態となる。通常、０
＝１０〜５０°が適切である。Ａ、Ｂ、Ｃ点の三点接触
の利点には次のものがある。

シールピンの遠心力をＣＦとし、Ａ点の半径方向反力を
ＦＩＲ，Ｂ点の半径方向反力をＦＺＲとする。

ＦＣ点が接触しない場合には、ＦＩＲ：Ｆ２Ｒ＝□となる
。この時の隣翼間の反力は、ＦＩＴ＝Ｆ２ｒ＝Ｆ −ｔ　ａ　ｎ　Ｏとなる。合計してＦ７＝ＣＦｔａｎθ
　である。一方、Ｃ点が接触した場合には、Ａ点の翼間
方向力をＦｉｒ＝Ｆｔｎ　ｔａｎＯ，Ｂ点の翼間方向力
をＦ　２Ｔ＝　Ｆ　２１１　ｔａｎＯ、Ｃ点の反力をＦ
３とすると、翼間に作用する合計応力は、Ｆ　ＩＴ＋　
Ｆ　２Ｔ＋　Ｆ　３＝（ＦＩＲ−４−ＦＺＲ）　ｔａｎ
　Ｏ十Ｆ３＝ＣＦ　ｔａｎＯ十Ｆ３となり、Ｃ点が接触
しない時よりＦ３の力が増加することになる。

隣翼間の反力が増加するため、接触点では磨擦により隣
接翼間の相対的な発熱が増し、パケット間の振動減衰作
用が増大する。

接触点Ａ、Ｂ、Ｃ点は磨耗することもあり得るため、耐
摩耗合金を接触部に用いるとよく、シールピン１０は高
温耐磨耗合金が最適である。また、磨耗部を厚肉化する
構造もあり得る。

さらに、翼間の振動減衰作用は、ピン重量１甘法傾斜な
どにより変わり得るため、予測値と違った場合は、調整
すれば容易に変更が可能であろう。

〔発明の効果〕

本発明によれば、翼振動に対する減衰効果を増すことが
でき、かつ、高温流体のシールを確実にする。また、シ
ールピンは翼が振動した時でも三点接触しているため、
位置的に、常に、安定した状態にあり得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のガスタービンロータの断面
図、第２図は本発明のパケット組立状態図、第３図は本
発明のシールピン図、第４図は本発明のシールピン組込
み斜視図、第５図は本発明の静止中の状態図、第６図は
本発明の回転中の状態図である。１・・ディスク、２・・・パケット、３・・・ダブテー
ルフック、４・・・シャフト、５・・ボルト、６・・・
軸方向、７・・羽根部、８・・・シャンク、９・・・台
座、１０・・・シールピン、１１・・・支持溝、１２・
・・■型溝、１３・支持台、１４・・・切欠き、１５・
・・下支持部、１６・・・シャンク隙間。

Claims

【特許請求の範囲】１、回転可能なタービンディスクと、前記タービンディ
スクに固定されて半径方向に伸びて環状列を作つている
複数のタービンバケットの各々が、前記タービンディス
クの半径方向外側に台座部を持ち、前記台座部が他の前
記タービンバケットの前記台座部と連結して前記タービ
ンバケットの羽根部を横切つて流れる動力流体流の内側
境界を形成しており、前記台座部の半径方向内側で周方
向に相隣接する前記タービンバケットの各対の間を、ほ
ぼ、軸方向に伸びているシールピンと前記シールピンは
関連する各対の隣接する前記台座の境界面とほぼ整合し
、且つ、前記境界面の半径方向にある位置に前記シール
ピンの各軸方向端近くで前記各シールピンを支持し、前
記タービンディスクが回転すると、前記シールピンが遠
心的に強制されて前記台座と接触し、相隣接する前記台
座間の隙間に対して流体阻止関係になるシールピン支持
手段とを含むガスタービンにおいて、前記各シールピンが、前記タービンディスクの回転中に
強制的に前記台座と接触するのみでなく、前記シールピ
ンの他の点が前記タービンバケットの他の点と磨擦接触
する動翼制振装置。２、特許請求の範囲第１項において、前記タービンディスク回転中の前記シールピンは、隣接
する翼の前記台座に遠心力によりそれぞれ一ケ所接触し
、前記シールピンの他の一ケ所がどちらかの翼の一ケ所
と接触する動翼制振装置。３、特許請求の範囲第１項において、前記シールピンは、前記台座と接触する側を半円形状と
し、前記シールピンを支持する部分は半円形状の切欠き
を持ち、前記シールピンの支持部は前記シールピンとゆ
るく係合しており、前記支持部以外の前記シールピンは
長円形、または、楕円形をして、前記台座以外の部分と
接触する動翼制振装置。４、特許請求の範囲第１項において、前記シールピン支持部は、前記タービンディスクの静止
中に半径方向に対し傾きを持つており、前記シールピン
の切欠き部はこの傾きに接触して隣接翼の片方に傾いて
おり、回転中には、前記シールピンは同一方向に傾いて
前記タービンバケットの他の一ケ所と接触する動翼制振
装置。