JPH108905A - インテグラルシュラウド翼 - Google Patents
インテグラルシュラウド翼Info
- Publication number
- JPH108905A JPH108905A JP16586396A JP16586396A JPH108905A JP H108905 A JPH108905 A JP H108905A JP 16586396 A JP16586396 A JP 16586396A JP 16586396 A JP16586396 A JP 16586396A JP H108905 A JPH108905 A JP H108905A
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- Japan
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- blade
- shrouds
- shroud
- vibration mode
- vibration
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- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の蒸気タービンの動翼などに使用されて
いるインテグラルシュラウド翼は各インテグラルシュラ
ウド翼とも同一の翼材で製造されており、シュラウドを
介して全周にわたって繋がった無限翼の振動特性は正弦
波状の振動モードとなる。各インテグラルシュラウド翼
が同一の翼材で製造され同一のシュラウドの隙間が形成
されている場合は、ノーダルダイアタイプの振動モード
の腹（振動振幅最大）と節（振動振幅零）との位置は確
定しないが、一般に静止側における励振源の位置は固定
されており、この場合の振動モードは励振される位置が
振動モードの腹となって振動モードが空間に固定され
る。このように振動モードが空間に固定された場合は、
振動モードが構造に固定されている場合と比較して有効
な外力が２倍となるため、インテグラルシュラウド翼の
耐振動強度の上で好ましくない。 【解決手段】 各羽根の頂部にそれぞれ羽根と一体に形
成された複数のシュラウドが互いに係合して環状に連な
るインテグラルシュラウド翼における羽根全体を数枚お
きに比重量の異なる翼材で製造して配設する。
いるインテグラルシュラウド翼は各インテグラルシュラ
ウド翼とも同一の翼材で製造されており、シュラウドを
介して全周にわたって繋がった無限翼の振動特性は正弦
波状の振動モードとなる。各インテグラルシュラウド翼
が同一の翼材で製造され同一のシュラウドの隙間が形成
されている場合は、ノーダルダイアタイプの振動モード
の腹（振動振幅最大）と節（振動振幅零）との位置は確
定しないが、一般に静止側における励振源の位置は固定
されており、この場合の振動モードは励振される位置が
振動モードの腹となって振動モードが空間に固定され
る。このように振動モードが空間に固定された場合は、
振動モードが構造に固定されている場合と比較して有効
な外力が２倍となるため、インテグラルシュラウド翼の
耐振動強度の上で好ましくない。 【解決手段】 各羽根の頂部にそれぞれ羽根と一体に形
成された複数のシュラウドが互いに係合して環状に連な
るインテグラルシュラウド翼における羽根全体を数枚お
きに比重量の異なる翼材で製造して配設する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、蒸気タービンなど
回転流体機械の動翼に適用されるインテグラルシュラウ
ド翼に関するものである。
回転流体機械の動翼に適用されるインテグラルシュラウ
ド翼に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２は蒸気タービンなどの動翼に使用さ
れている従来のインテグラルシュラウド翼の説明図であ
る。図において、蒸気タービンなどの動翼に使用されて
いる従来のインテグラルシュラウド翼は各インテグラル
シュラウド翼とも同一の翼材で製造されている。図にお
ける符号１はインテグラルシュラウド翼のシュラウド、
２は羽根、３は翼根部で、シュラウド１は羽根２と一体
に形成されている。
れている従来のインテグラルシュラウド翼の説明図であ
る。図において、蒸気タービンなどの動翼に使用されて
いる従来のインテグラルシュラウド翼は各インテグラル
シュラウド翼とも同一の翼材で製造されている。図にお
ける符号１はインテグラルシュラウド翼のシュラウド、
２は羽根、３は翼根部で、シュラウド１は羽根２と一体
に形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
蒸気タービンの動翼などに使用されているインテグラル
シュラウド翼は各インテグラルシュラウド翼とも同一の
翼材で製造されており、シュラウド１を介して全周にわ
たって繋がった無限翼の振動特性は正弦波状の振動モー
ドとなる。各インテグラルシュラウド翼が同一の翼材で
製造され同一のシュラウド１の隙間が形成されている場
合は、ノーダルダイアタイプの振動モードの腹（振動振
幅最大）と節（振動振幅零）との位置は確定しないが、
一般に静止側における励振源の位置は固定されており、
この場合の振動モードは励振される位置が振動モードの
腹となって振動モードが空間に固定される。このように
振動モードが空間に固定された場合は、後述のとおり振
動モードが構造に固定されている場合と比較して有効な
外力が２倍となるため、インテグラルシュラウド翼の耐
振動強度の上で好ましくない。
蒸気タービンの動翼などに使用されているインテグラル
シュラウド翼は各インテグラルシュラウド翼とも同一の
翼材で製造されており、シュラウド１を介して全周にわ
たって繋がった無限翼の振動特性は正弦波状の振動モー
ドとなる。各インテグラルシュラウド翼が同一の翼材で
製造され同一のシュラウド１の隙間が形成されている場
合は、ノーダルダイアタイプの振動モードの腹（振動振
幅最大）と節（振動振幅零）との位置は確定しないが、
一般に静止側における励振源の位置は固定されており、
この場合の振動モードは励振される位置が振動モードの
腹となって振動モードが空間に固定される。このように
振動モードが空間に固定された場合は、後述のとおり振
動モードが構造に固定されている場合と比較して有効な
外力が２倍となるため、インテグラルシュラウド翼の耐
振動強度の上で好ましくない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明に係るインテグラ
ルシュラウド翼は上記課題の解決を目的にしており、各
羽根の頂部にそれぞれ上記羽根と一体に形成された複数
のシュラウドが互いに係合して環状に連なるインテグラ
ルシュラウド翼における上記羽根全体が数枚おきに比重
量の異なる翼材で製造されて配設されている。動翼の回
転時には遠心力により各シュラウドが捩り戻り変形して
隣接するシュラウドと接触するが、この接触による反力
は遠心力に比例し、従って比重量に比例する。このた
め、比重量の異なるシュラウドを数枚置きに配設するこ
とにより、一円周上におけるシュラウドの接触による反
力が数枚置きに変化する。例えば数枚置きに比重量の小
さいインテグラルシュラウド翼を配設した場合は、その
配設した部分におけるシュラウドの接触による反力が小
さくなり、振動を拘束する力が小さくなる。従って、シ
ュラウドの接触による反力の小さい部分は正規のシュラ
ウドの接触による反力の大きい部分と比較して振動の振
幅が大きくなって振動モードの腹となり、振動モードを
構造に固定することができる。このように、インテグラ
ルシュラウド翼の振動モードを構造に固定することによ
り、振動モードが空間に固定される場合と比較して共振
の応答を１／２にすることができる。
ルシュラウド翼は上記課題の解決を目的にしており、各
羽根の頂部にそれぞれ上記羽根と一体に形成された複数
のシュラウドが互いに係合して環状に連なるインテグラ
ルシュラウド翼における上記羽根全体が数枚おきに比重
量の異なる翼材で製造されて配設されている。動翼の回
転時には遠心力により各シュラウドが捩り戻り変形して
隣接するシュラウドと接触するが、この接触による反力
は遠心力に比例し、従って比重量に比例する。このた
め、比重量の異なるシュラウドを数枚置きに配設するこ
とにより、一円周上におけるシュラウドの接触による反
力が数枚置きに変化する。例えば数枚置きに比重量の小
さいインテグラルシュラウド翼を配設した場合は、その
配設した部分におけるシュラウドの接触による反力が小
さくなり、振動を拘束する力が小さくなる。従って、シ
ュラウドの接触による反力の小さい部分は正規のシュラ
ウドの接触による反力の大きい部分と比較して振動の振
幅が大きくなって振動モードの腹となり、振動モードを
構造に固定することができる。このように、インテグラ
ルシュラウド翼の振動モードを構造に固定することによ
り、振動モードが空間に固定される場合と比較して共振
の応答を１／２にすることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の一形態に係
るインテグラルシュラウド翼の説明図である。図におい
て、本実施の形態に係るインテグラルシュラウド翼は蒸
気タービンなどの動翼に使用されるインテグラルシュラ
ウド翼で、シュラウド１は羽根２と一体に形成されてい
る。これらのインテグラルシュラウド翼は図に示すよう
に正規の翼材で製造されているインテグラルシュラウド
翼の間に数枚置きに比重量の異なる翼材で製造されたイ
ンテグラルシュラウド翼が配設されている。なお、特定
のノーダルダイアの振動モードが問題となる場合には、
特定のノーダルダイア数の２倍の本数を略等ピッチで配
設する。図における符号１は正規の翼材によるシュラウ
ド、１ａは比重量の異なる翼材によるシュラウド、２は
羽根、３は翼根部である。
るインテグラルシュラウド翼の説明図である。図におい
て、本実施の形態に係るインテグラルシュラウド翼は蒸
気タービンなどの動翼に使用されるインテグラルシュラ
ウド翼で、シュラウド１は羽根２と一体に形成されてい
る。これらのインテグラルシュラウド翼は図に示すよう
に正規の翼材で製造されているインテグラルシュラウド
翼の間に数枚置きに比重量の異なる翼材で製造されたイ
ンテグラルシュラウド翼が配設されている。なお、特定
のノーダルダイアの振動モードが問題となる場合には、
特定のノーダルダイア数の２倍の本数を略等ピッチで配
設する。図における符号１は正規の翼材によるシュラウ
ド、１ａは比重量の異なる翼材によるシュラウド、２は
羽根、３は翼根部である。
【０００６】蒸気タービンの動翼の回転時には遠心力に
よりシュラウド１が捩り戻り変形して隣接するシュラウ
ド１と互いに接触するが、この接触による反力は遠心力
ｍｒω2 に比例し、従って比重量ｍに比例する。比重量
ｍの異なるインテグラルシュラウド翼を数枚置きに配設
することにより、一円周上のシュラウド１，１ａの接触
による反力が数枚置きに変化する。例えば数枚置きに比
重量ｍの小さいインテグラルシュラウド翼を配設した場
合には、その部分のシュラウド１，１ａにおける互いの
反力を小さくすることができる。振動に対する応答は剛
性に逆比例するので、シュラウド１，１ａ互いの接触に
よる反力の小さい部分は正規の反力の部分と比較して振
動の振幅が大きく振動モードの腹となり、振動モードを
構造に固定することができる。このようにインテグラル
シュラウド翼の振動モードが構造に固定されることによ
り、振動モードが空間に固定される場合と比較して次に
示すとおり共振の応答を１／２にすることができる。な
お、式中で使用される記号ＮB は一円周上の翼枚数、Ｎ
D は節直径数（ノーダルダイヤ数）、Φは規準化した振
動変位、Ｆは外力、Ｆe は有効外力、ωは固有角振動
数、ｔは時間である。
よりシュラウド１が捩り戻り変形して隣接するシュラウ
ド１と互いに接触するが、この接触による反力は遠心力
ｍｒω2 に比例し、従って比重量ｍに比例する。比重量
ｍの異なるインテグラルシュラウド翼を数枚置きに配設
することにより、一円周上のシュラウド１，１ａの接触
による反力が数枚置きに変化する。例えば数枚置きに比
重量ｍの小さいインテグラルシュラウド翼を配設した場
合には、その部分のシュラウド１，１ａにおける互いの
反力を小さくすることができる。振動に対する応答は剛
性に逆比例するので、シュラウド１，１ａ互いの接触に
よる反力の小さい部分は正規の反力の部分と比較して振
動の振幅が大きく振動モードの腹となり、振動モードを
構造に固定することができる。このようにインテグラル
シュラウド翼の振動モードが構造に固定されることによ
り、振動モードが空間に固定される場合と比較して次に
示すとおり共振の応答を１／２にすることができる。な
お、式中で使用される記号ＮB は一円周上の翼枚数、Ｎ
D は節直径数（ノーダルダイヤ数）、Φは規準化した振
動変位、Ｆは外力、Ｆe は有効外力、ωは固有角振動
数、ｔは時間である。
【０００７】
【数１】
【０００８】
【数２】
【０００９】
【数３】
【００１０】従来の蒸気タービンの動翼などに使用され
ているインテグラルシュラウド翼は各インテグラルシュ
ラウド翼とも同一の翼材で製造されており、シュラウド
を介して全周にわたって繋がった無限翼の振動特性は正
弦波状の振動モードとなる。各インテグラルシュラウド
翼が同一の翼材で製造され同一のシュラウドの隙間が形
成されている場合は、ノーダルダイアタイプの振動モー
ドの腹（振動振幅最大）と節（振動振幅零）との位置は
確定しないが、一般に静止側における励振源の位置は固
定されており、この場合の振動モードは励振される位置
が振動モードの腹となって振動モードが空間に固定され
る。このように振動モードが空間に固定された場合は、
振動モードが構造に固定されている場合と比較して有効
な外力が２倍となるため、インテグラルシュラウド翼の
耐振動強度の上で好ましくない。これに対し、本インテ
グラルシュラウド翼においては例えばチタンなど比重量
の異なる翼材により製造されたインテグラルシュラウド
翼を数枚置きに配設しており、このように比重量の異な
るインテグラルシュラウド翼を数枚置きに配設すること
により一円周上のシュラウド１，１ａ互いの接触による
反力が数枚置きに変化する。例えば数枚置きに比重量の
小さいインテグラルシュラウド翼を配置した場合には、
その比重量の小さい部分のシュラウド１ａの反力が小さ
くなって振動を拘束する力が小さくなる。従って、シュ
ラウド１，１ａの接触による反力の小さい部分は正規の
シュラウド１が互いに接触する部分よりもインテグラル
シュラウド翼における振動の振幅が大きく、この部分が
振動モードの腹となって振動モードを構造に固定するこ
とができる。このようにインテグラルシュラウド翼の振
動モードが構造に固定されることにより、振動モードが
空間に固定される場合と比較して共振の応答を１／２と
することができ、共振の応答を従来のインテグラルシュ
ラウド翼における１／２とすることによってインテグラ
ルシュラウド翼の耐振動強度を約２倍程度に向上させる
ことができる。
ているインテグラルシュラウド翼は各インテグラルシュ
ラウド翼とも同一の翼材で製造されており、シュラウド
を介して全周にわたって繋がった無限翼の振動特性は正
弦波状の振動モードとなる。各インテグラルシュラウド
翼が同一の翼材で製造され同一のシュラウドの隙間が形
成されている場合は、ノーダルダイアタイプの振動モー
ドの腹（振動振幅最大）と節（振動振幅零）との位置は
確定しないが、一般に静止側における励振源の位置は固
定されており、この場合の振動モードは励振される位置
が振動モードの腹となって振動モードが空間に固定され
る。このように振動モードが空間に固定された場合は、
振動モードが構造に固定されている場合と比較して有効
な外力が２倍となるため、インテグラルシュラウド翼の
耐振動強度の上で好ましくない。これに対し、本インテ
グラルシュラウド翼においては例えばチタンなど比重量
の異なる翼材により製造されたインテグラルシュラウド
翼を数枚置きに配設しており、このように比重量の異な
るインテグラルシュラウド翼を数枚置きに配設すること
により一円周上のシュラウド１，１ａ互いの接触による
反力が数枚置きに変化する。例えば数枚置きに比重量の
小さいインテグラルシュラウド翼を配置した場合には、
その比重量の小さい部分のシュラウド１ａの反力が小さ
くなって振動を拘束する力が小さくなる。従って、シュ
ラウド１，１ａの接触による反力の小さい部分は正規の
シュラウド１が互いに接触する部分よりもインテグラル
シュラウド翼における振動の振幅が大きく、この部分が
振動モードの腹となって振動モードを構造に固定するこ
とができる。このようにインテグラルシュラウド翼の振
動モードが構造に固定されることにより、振動モードが
空間に固定される場合と比較して共振の応答を１／２と
することができ、共振の応答を従来のインテグラルシュ
ラウド翼における１／２とすることによってインテグラ
ルシュラウド翼の耐振動強度を約２倍程度に向上させる
ことができる。
【００１１】
【発明の効果】本発明に係るインテグラルシュラウド翼
は前記のように構成されており、比重量の異なるシュラ
ウドを数枚置きに配設することにより、一円周上におけ
るシュラウドの接触による反力が数枚置きに変化する。
例えば数枚置きに比重量の小さいインテグラルシュラウ
ド翼を配設した場合は、その配設した部分におけるシュ
ラウドの接触による反力が小さくなり、振動を拘束する
力が小さくなる。従って、シュラウドの接触による反力
の小さい部分は正規のシュラウドの接触による反力の大
きい部分と比較して振動の振幅が大きくなって振動モー
ドの腹となり、振動モードを構造に固定することができ
る。このように、インテグラルシュラウド翼の振動モー
ドを構造に固定することにより、振動モードが空間に固
定される場合と比較して共振の応答を１／２にすること
ができるので、インテグラルシュラウド翼における耐振
動強度を約２倍に向上させることができる。
は前記のように構成されており、比重量の異なるシュラ
ウドを数枚置きに配設することにより、一円周上におけ
るシュラウドの接触による反力が数枚置きに変化する。
例えば数枚置きに比重量の小さいインテグラルシュラウ
ド翼を配設した場合は、その配設した部分におけるシュ
ラウドの接触による反力が小さくなり、振動を拘束する
力が小さくなる。従って、シュラウドの接触による反力
の小さい部分は正規のシュラウドの接触による反力の大
きい部分と比較して振動の振幅が大きくなって振動モー
ドの腹となり、振動モードを構造に固定することができ
る。このように、インテグラルシュラウド翼の振動モー
ドを構造に固定することにより、振動モードが空間に固
定される場合と比較して共振の応答を１／２にすること
ができるので、インテグラルシュラウド翼における耐振
動強度を約２倍に向上させることができる。
【図１】図１（ａ）は本発明の実施の一形態に係るイン
テグラルシュラウド翼の正面図、同図（ｂ）は平面図、
同図（ｃ）は模式図である。
テグラルシュラウド翼の正面図、同図（ｂ）は平面図、
同図（ｃ）は模式図である。
【図２】図２は従来のインテグラルシュラウド翼の平面
図である。
図である。
１ 正規の翼材によるシュラウド １ａ 比重量の異なる翼材によるシュラウド ２ 羽根 ３ 翼根部
Claims (1)
- 【請求項１】 各羽根の頂部にそれぞれ上記羽根と一体
に形成された複数のシュラウドが互いに係合して環状に
連なるインテグラルシュラウド翼において、上記羽根全
体を数枚おきに比重量の異なる翼材で製造して配設した
ことを特徴とするインテグラルシュラウド翼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16586396A JPH108905A (ja) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | インテグラルシュラウド翼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16586396A JPH108905A (ja) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | インテグラルシュラウド翼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH108905A true JPH108905A (ja) | 1998-01-13 |
Family
ID=15820425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16586396A Withdrawn JPH108905A (ja) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | インテグラルシュラウド翼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH108905A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004022923A1 (ja) * | 2002-09-02 | 2004-03-18 | Hitachi, Ltd. | タービン動翼 |
| JP2010156279A (ja) * | 2008-12-26 | 2010-07-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 可変ノズル機構および可変容量型排気ターボ過給機 |
| JP2015163766A (ja) * | 2014-02-28 | 2015-09-10 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 動翼及び回転機械 |
| CN106574506A (zh) * | 2014-11-06 | 2017-04-19 | 三菱日立电力系统株式会社 | 蒸汽涡轮动叶片、蒸汽涡轮动叶片的制造方法及蒸汽涡轮 |
| JP2019173650A (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | 三菱重工業株式会社 | 回転機械 |
-
1996
- 1996-06-26 JP JP16586396A patent/JPH108905A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004022923A1 (ja) * | 2002-09-02 | 2004-03-18 | Hitachi, Ltd. | タービン動翼 |
| US7429164B2 (en) | 2002-09-02 | 2008-09-30 | Hitachi, Ltd. | Turbine moving blade |
| JP2010156279A (ja) * | 2008-12-26 | 2010-07-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 可変ノズル機構および可変容量型排気ターボ過給機 |
| JP2015163766A (ja) * | 2014-02-28 | 2015-09-10 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 動翼及び回転機械 |
| CN106574506A (zh) * | 2014-11-06 | 2017-04-19 | 三菱日立电力系统株式会社 | 蒸汽涡轮动叶片、蒸汽涡轮动叶片的制造方法及蒸汽涡轮 |
| US20170268350A1 (en) * | 2014-11-06 | 2017-09-21 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Steam turbine rotor blade, method for manufacturing steam turbine rotor blade, and steam turbine |
| US10570754B2 (en) | 2014-11-06 | 2020-02-25 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Steam turbine rotor blade, method for manufacturing steam turbine rotor blade, and steam turbine |
| JP2019173650A (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | 三菱重工業株式会社 | 回転機械 |
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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: 20030902 |