JPH1113401A - インテグラルシュラウド動翼 - Google Patents
インテグラルシュラウド動翼Info
- Publication number
- JPH1113401A JPH1113401A JP17018197A JP17018197A JPH1113401A JP H1113401 A JPH1113401 A JP H1113401A JP 17018197 A JP17018197 A JP 17018197A JP 17018197 A JP17018197 A JP 17018197A JP H1113401 A JPH1113401 A JP H1113401A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- force
- shroud
- turbine
- blade
- moving blade
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 各動翼の先端に一体に形成されたシュラウド
を設け、タービン運転時に各動翼に加わる遠心力にもと
づく捩じりモーメントによって隣り合う動翼のシュラウ
ドが接触するようにし、タービン運転時にガス流から動
翼に加わる励振力を上記接触面に生じる乾性摩擦によっ
て減衰させるガスタービンのインテグラルシュラウド動
翼において、動翼に加わる励振力を効果的に減衰させ
る。 【解決手段】 上記シュラウド間の摩擦力と上記動翼に
作用する励振力との比が１〜１００となるよう、タービ
ン静止時のシュラウド隙間を設定した。
を設け、タービン運転時に各動翼に加わる遠心力にもと
づく捩じりモーメントによって隣り合う動翼のシュラウ
ドが接触するようにし、タービン運転時にガス流から動
翼に加わる励振力を上記接触面に生じる乾性摩擦によっ
て減衰させるガスタービンのインテグラルシュラウド動
翼において、動翼に加わる励振力を効果的に減衰させ
る。 【解決手段】 上記シュラウド間の摩擦力と上記動翼に
作用する励振力との比が１〜１００となるよう、タービ
ン静止時のシュラウド隙間を設定した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、タービン動翼の羽
根と一体に形成されたシュラウドを備えたインテグラル
シュラウド動翼に関するものである。
根と一体に形成されたシュラウドを備えたインテグラル
シュラウド動翼に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１はインテグラルシュラウド動翼の正
面図である。図において、５は動翼の羽根、１は同羽根
と一体に形成されたシュラウド即ちインテグラルシュラ
ウド、２は翼先端部、３は翼根元部、４はプラットフォ
ームである。これらの各部が一体となってインテグラル
シュラウド動翼を構成している。
面図である。図において、５は動翼の羽根、１は同羽根
と一体に形成されたシュラウド即ちインテグラルシュラ
ウド、２は翼先端部、３は翼根元部、４はプラットフォ
ームである。これらの各部が一体となってインテグラル
シュラウド動翼を構成している。
【０００３】図２は隣り合う二つのインテグラルシュラ
ウド動翼をその先端部側から見た図である。図におい
て、Ａ−Ａはシュラウド１間の初期隙間、即ちタービン
静止時の初期隙間である。一般には、タービンの運転が
開始され、回転数が増加すると、個々のタービン動翼に
は遠心力が作用する。この遠心力は、羽根５に予め形成
されている捩れを無くす方向の捩りモーメントを同羽根
に加えるので、その結果隣り合うインテグラルシュラウ
ド１は回転移動して互に接触し、隙間Ａ−Ａはゼロとな
り、この隙間部は接触面となる。そして、この接触面は
互いに圧迫し、この面にシュラウド反力が生じる。
ウド動翼をその先端部側から見た図である。図におい
て、Ａ−Ａはシュラウド１間の初期隙間、即ちタービン
静止時の初期隙間である。一般には、タービンの運転が
開始され、回転数が増加すると、個々のタービン動翼に
は遠心力が作用する。この遠心力は、羽根５に予め形成
されている捩れを無くす方向の捩りモーメントを同羽根
に加えるので、その結果隣り合うインテグラルシュラウ
ド１は回転移動して互に接触し、隙間Ａ−Ａはゼロとな
り、この隙間部は接触面となる。そして、この接触面は
互いに圧迫し、この面にシュラウド反力が生じる。
【０００４】タービン運転中は、個々のタービン翼には
流体からの励振力が加わるので、タービンの動翼は振動
し、シュラウドの接触面には乾性摩擦力が発生する。こ
の乾性摩擦力は上記の励振力を減衰させる作用がある。
従来はこの乾性摩擦力によってタービン翼の振動を抑制
するために、タービンの回転数が定格回転数に到達する
までの適当な回転数において、隣接するシュラウドが接
触するよう、初期隙間Ａ−Ａが設定されていた。
流体からの励振力が加わるので、タービンの動翼は振動
し、シュラウドの接触面には乾性摩擦力が発生する。こ
の乾性摩擦力は上記の励振力を減衰させる作用がある。
従来はこの乾性摩擦力によってタービン翼の振動を抑制
するために、タービンの回転数が定格回転数に到達する
までの適当な回転数において、隣接するシュラウドが接
触するよう、初期隙間Ａ−Ａが設定されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術において
は、シュラウド間の初期間隙は、上述のように、タービ
ンが定格回転数に到達するまでの適当な回転数でシュラ
ウドを接触させるという、大まかな設定がなされている
のみで、シュラウドの接触部における乾性摩擦による減
衰効果を必ずしも最大限に利用しているとは言えなかっ
た。
は、シュラウド間の初期間隙は、上述のように、タービ
ンが定格回転数に到達するまでの適当な回転数でシュラ
ウドを接触させるという、大まかな設定がなされている
のみで、シュラウドの接触部における乾性摩擦による減
衰効果を必ずしも最大限に利用しているとは言えなかっ
た。
【０００６】本発明はシュラウド間の摩擦力を最大限に
利用して、動翼振動の減衰効果を高める手段を提供しよ
うとするものである。
利用して、動翼振動の減衰効果を高める手段を提供しよ
うとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
したものであって、各動翼の先端に一体に形成されたシ
ュラウドを設け、タービン運転時に各動翼に加わる遠心
力にもとづく捩じりモーメントによって隣り合う動翼の
シュラウドが接触するようにし、タービン運転時にガス
流から動翼に加わる励振力を上記接触面に生じる乾性摩
擦によって減衰させるガスタービンのインテグラルシュ
ラウド動翼において、上記シュラウド間の摩擦力と上記
動翼に作用する励振力との比が１〜１００となるよう、
タービン静止時のシュラウド隙間を設定したことを特徴
とするインテグラルシュラウド動翼に関するものであ
る。
したものであって、各動翼の先端に一体に形成されたシ
ュラウドを設け、タービン運転時に各動翼に加わる遠心
力にもとづく捩じりモーメントによって隣り合う動翼の
シュラウドが接触するようにし、タービン運転時にガス
流から動翼に加わる励振力を上記接触面に生じる乾性摩
擦によって減衰させるガスタービンのインテグラルシュ
ラウド動翼において、上記シュラウド間の摩擦力と上記
動翼に作用する励振力との比が１〜１００となるよう、
タービン静止時のシュラウド隙間を設定したことを特徴
とするインテグラルシュラウド動翼に関するものであ
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】シュラウド接触面の摩擦力および
動翼に加わる励振力は次式で表わされる。 （摩擦力）＝（動摩擦係数）×（シュラウド反力）…………………（１） （励振力）＝（励振力係数）×（定常力）……………………………（２） ここに、 （シュラウド反力）：遠心力によって、シュラウド接触
面に直交する方向に加わる力であり、シュラウド初期隙
間を種々変えた有限要素法計算によって求めることがで
きる。 （励振力係数）：負荷試験等で実験的に得られる係数。 （定常力）：タービンの熱条件で決まる流体力であっ
て、計算によって求めることができる。
動翼に加わる励振力は次式で表わされる。 （摩擦力）＝（動摩擦係数）×（シュラウド反力）…………………（１） （励振力）＝（励振力係数）×（定常力）……………………………（２） ここに、 （シュラウド反力）：遠心力によって、シュラウド接触
面に直交する方向に加わる力であり、シュラウド初期隙
間を種々変えた有限要素法計算によって求めることがで
きる。 （励振力係数）：負荷試験等で実験的に得られる係数。 （定常力）：タービンの熱条件で決まる流体力であっ
て、計算によって求めることができる。
【０００９】図３は特定のタービンについて、２種類の
シュラウド接触状態に関し、タービン回転数に対するシ
ュラウド反力を計算した結果を図示したものである。図
中の破線はタービン静止時に既にシュラウドが接触して
おり、初期隙間がゼロであるとした場合、実線はタービ
ン静止時の初期隙間がある値を持ち、タービンが３００
０rpm の回転数に達した時、接触が開始されるとした場
合を示している。図には２本のカーブを示しているが、
初期隙間によって変わる接触開始回転数に応じて多数の
カーブを計算で求めることができる。接触開始回転数
は、個々のタービンについては、初期隙間Ａ−Ａをいか
なる値に設定するかによって決まることである。したが
って、図に示されるカーブは、各種の初期隙間と対応す
るものと見なすことが出来る。
シュラウド接触状態に関し、タービン回転数に対するシ
ュラウド反力を計算した結果を図示したものである。図
中の破線はタービン静止時に既にシュラウドが接触して
おり、初期隙間がゼロであるとした場合、実線はタービ
ン静止時の初期隙間がある値を持ち、タービンが３００
０rpm の回転数に達した時、接触が開始されるとした場
合を示している。図には２本のカーブを示しているが、
初期隙間によって変わる接触開始回転数に応じて多数の
カーブを計算で求めることができる。接触開始回転数
は、個々のタービンについては、初期隙間Ａ−Ａをいか
なる値に設定するかによって決まることである。したが
って、図に示されるカーブは、各種の初期隙間と対応す
るものと見なすことが出来る。
【００１０】図４はインテグラルシュラウド動翼の計測
結果及び理論計算結果によって、シュラウドの接触面に
生じる前述の摩擦力と流体から動翼の羽根に加わる励振
力との比、即ち摩擦力比（＝摩擦力／励振力）に対する
動翼の対数減衰率を求めて示したものである。この図か
ら、乾性摩擦力を利用して減衰率を大にするには、摩擦
力比が、１〜１００の範囲にあれば良いことが判る。ま
た減衰率を最大にするには、摩擦力比が２の付近にある
ことが最も望ましいことが判る。しかし実用性を考慮す
れば、シュラウド接触部は摩耗するものであり、摩擦力
が初期摩擦力の１／１０程度に低下することもあるの
で、この場合にもダンパの減衰効果を期待できるように
するには、初期の摩擦力比が１０程度となるようシュラ
ウドの初期隙間Ａ−Ａを設定すればよいということが判
る。
結果及び理論計算結果によって、シュラウドの接触面に
生じる前述の摩擦力と流体から動翼の羽根に加わる励振
力との比、即ち摩擦力比（＝摩擦力／励振力）に対する
動翼の対数減衰率を求めて示したものである。この図か
ら、乾性摩擦力を利用して減衰率を大にするには、摩擦
力比が、１〜１００の範囲にあれば良いことが判る。ま
た減衰率を最大にするには、摩擦力比が２の付近にある
ことが最も望ましいことが判る。しかし実用性を考慮す
れば、シュラウド接触部は摩耗するものであり、摩擦力
が初期摩擦力の１／１０程度に低下することもあるの
で、この場合にもダンパの減衰効果を期待できるように
するには、初期の摩擦力比が１０程度となるようシュラ
ウドの初期隙間Ａ−Ａを設定すればよいということが判
る。
【００１１】摩擦力比を与えてシュラウドの初期隙間Ａ
−Ａを決める手順は次の通りである。前述の式（１），
（２）からシュラウド反力は次式で求められる。 （シュラウド反力） ＝（摩擦力比）×（励振力係数）×（定常力）／（動摩擦係数） ……………………（３） 励振力係数は前述のように実験的に求めることができ、
定常力は計算によって求めることができる。動摩擦係数
は接触面の粗度等の状態によって決まる。したがって、
摩擦力比が与えられれば、シュラウド反力が求められ
る。一方、タービンの定格回転数は、タービンの設計条
件として既知である。
−Ａを決める手順は次の通りである。前述の式（１），
（２）からシュラウド反力は次式で求められる。 （シュラウド反力） ＝（摩擦力比）×（励振力係数）×（定常力）／（動摩擦係数） ……………………（３） 励振力係数は前述のように実験的に求めることができ、
定常力は計算によって求めることができる。動摩擦係数
は接触面の粗度等の状態によって決まる。したがって、
摩擦力比が与えられれば、シュラウド反力が求められ
る。一方、タービンの定格回転数は、タービンの設計条
件として既知である。
【００１２】図５は、図３の説明にて述べた方法によっ
て、複数の初期隙間０〜Ａn に対するタービンの回転数
とシュラウド反力の関係を示した図である。図５におい
て、横軸に定格回転数を指定し、縦軸に前記の計算で求
めたシュラウド反力を指定し、図中に上記両指定点の交
点Ｃを求め、この交点を通るカーブを求める。前述のよ
うにこのカーブはシュラウド初期隙間に対応している。
したがってそのカーブに対応する初期隙間が求める初期
隙間（本例ではＡ２）である。このようにして最適の摩
擦力比に対応する最適のシュラウド初期隙間を求めるこ
とが出来る。
て、複数の初期隙間０〜Ａn に対するタービンの回転数
とシュラウド反力の関係を示した図である。図５におい
て、横軸に定格回転数を指定し、縦軸に前記の計算で求
めたシュラウド反力を指定し、図中に上記両指定点の交
点Ｃを求め、この交点を通るカーブを求める。前述のよ
うにこのカーブはシュラウド初期隙間に対応している。
したがってそのカーブに対応する初期隙間が求める初期
隙間（本例ではＡ２）である。このようにして最適の摩
擦力比に対応する最適のシュラウド初期隙間を求めるこ
とが出来る。
【００１３】
【発明の効果】本発明のインテグラルシュラウド動翼に
おいては、シュラウド間の摩擦力と動翼に作用する励振
力との比が１〜１００の範囲となるよう、タービン静止
時のシュラウド隙間を設定してあるので、効果的に励振
力を減衰させることができる。
おいては、シュラウド間の摩擦力と動翼に作用する励振
力との比が１〜１００の範囲となるよう、タービン静止
時のシュラウド隙間を設定してあるので、効果的に励振
力を減衰させることができる。
【図１】インテグラルシュラウド動翼の正面図。
【図２】インテグラルシュラウド動翼の端面図。
【図３】タービン回転数に対するシュラウド反力の計算
例を示す図。
例を示す図。
【図４】摩擦力比（＝摩擦力／励振力）に対する動翼の
対数減衰率の計算結果と計測結果を示す図。
対数減衰率の計算結果と計測結果を示す図。
【図５】本発明によってシュラウド間の初期隙間を算出
するための計算図。
するための計算図。
１ インテグラルシュラウド ２ 動翼先端部 ３ 動翼根元部 ４ プラットフォーム ５ 動翼の羽根
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年１０月２４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
したものであって、各動翼の先端に一体に形成されたシ
ュラウドを設け、タービン運転時に各動翼に加わる遠心
力にもとづく捩じりモーメントによって隣り合う動翼の
シュラウドが接触するようにし、タービン運転時に作動
流体から動翼に加わる励振力を上記接触面に生じる乾性
摩擦によって減衰させるタービンのインテグラルシュラ
ウド動翼において、上記シュラウド間の摩擦力と上記動
翼に作用する励振力との比が１〜１００となるよう、タ
ービン静止時のシュラウド隙間を設定したことを特徴と
するインテグラルシュラウド動翼に関するものである。
したものであって、各動翼の先端に一体に形成されたシ
ュラウドを設け、タービン運転時に各動翼に加わる遠心
力にもとづく捩じりモーメントによって隣り合う動翼の
シュラウドが接触するようにし、タービン運転時に作動
流体から動翼に加わる励振力を上記接触面に生じる乾性
摩擦によって減衰させるタービンのインテグラルシュラ
ウド動翼において、上記シュラウド間の摩擦力と上記動
翼に作用する励振力との比が１〜１００となるよう、タ
ービン静止時のシュラウド隙間を設定したことを特徴と
するインテグラルシュラウド動翼に関するものである。
Claims (1)
- 【請求項１】 各動翼の先端に一体に形成されたシュラ
ウドを設け、タービン運転時に各動翼に加わる遠心力に
もとづく捩じりモーメントによって隣り合う動翼のシュ
ラウドが接触するようにし、タービン運転時にガス流か
ら動翼に加わる励振力を上記接触面に生じる乾性摩擦に
よって減衰させるガスタービンのインテグラルシュラウ
ド動翼において、上記シュラウド間の摩擦力と上記動翼
に作用する励振力との比が１〜１００となるよう、ター
ビン静止時のシュラウド隙間を設定したことを特徴とす
るインテグラルシュラウド動翼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17018197A JPH1113401A (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | インテグラルシュラウド動翼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17018197A JPH1113401A (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | インテグラルシュラウド動翼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1113401A true JPH1113401A (ja) | 1999-01-19 |
Family
ID=15900197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17018197A Pending JPH1113401A (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | インテグラルシュラウド動翼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1113401A (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 |
| KR100875785B1 (ko) | 2006-10-05 | 2008-12-26 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | 증기 터빈 회전 날개 |
| DE102008059836A1 (de) | 2008-12-01 | 2010-06-02 | Alstom Technology Ltd. | Strömungsmaschine, insbesondere Dampfturbine |
| CN102846653A (zh) * | 2011-06-30 | 2013-01-02 | 德普伊米特克公司 | 用于稳定的多糖制剂的组合物和方法 |
| US11066938B2 (en) | 2018-03-28 | 2021-07-20 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Rotary machine |
-
1997
- 1997-06-26 JP JP17018197A patent/JPH1113401A/ja active Pending
Cited By (7)
| 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 |
| KR100875785B1 (ko) | 2006-10-05 | 2008-12-26 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | 증기 터빈 회전 날개 |
| DE102008059836A1 (de) | 2008-12-01 | 2010-06-02 | Alstom Technology Ltd. | Strömungsmaschine, insbesondere Dampfturbine |
| US8636475B2 (en) | 2008-12-01 | 2014-01-28 | Alstom Technology Ltd | Turbomachine, especially steam turbine |
| CN102846653A (zh) * | 2011-06-30 | 2013-01-02 | 德普伊米特克公司 | 用于稳定的多糖制剂的组合物和方法 |
| US11066938B2 (en) | 2018-03-28 | 2021-07-20 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Rotary machine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3758233A (en) | Vibration damping coatings | |
| US4682935A (en) | Bowed turbine blade | |
| GB2138078A (en) | Dynamic response modification and stress reduction in blade root dovetail | |
| US20160010494A1 (en) | Shaft stiffness | |
| US6371727B1 (en) | Turbine blade tip shroud enclosed friction damper | |
| JPH0141839B2 (ja) | ||
| US20070231141A1 (en) | Radial turbine wheel with locally curved trailing edge tip | |
| GB2093126A (en) | Rotor blade for a gas turbine engine | |
| JPS60178902A (ja) | ガスタ−ビンエンジン用動翼 | |
| US4460315A (en) | Turbomachine rotor assembly | |
| Ehrich | Rotor whirl forces induced by the tip clearance effect in axial flow compressors | |
| US5120197A (en) | Tip-shrouded blades and method of manufacture | |
| US8398372B2 (en) | Method for reducing the vibration levels of a propeller of a turbine engine | |
| JPH1113401A (ja) | インテグラルシュラウド動翼 | |
| JP5685358B2 (ja) | ターボ機械におけるブレード付きホイールの振動レベルを低減するための方法 | |
| US4347040A (en) | Blade to blade vibration damper | |
| JPH11236803A (ja) | ガスタービンエンジン用ロータ段 | |
| USRE32339E (en) | Blade to blade vibration damper | |
| GB2215407A (en) | A bladed rotor assembly | |
| US8375698B2 (en) | Method for reducing the vibration levels of a propfan of contrarotating bladed disks of a turbine engine | |
| JP2019515178A (ja) | 軸流ターボ機械のブレードを輪郭付けするための方法 | |
| JPH05288190A (ja) | 回転軸段付部に回転体を装着したロータ | |
| GB2411210A (en) | Reduction of co-efficient of friction to reduce stress ratio in bearings and gas turbine parts | |
| JPH0222202B2 (ja) | ||
| KR100503585B1 (ko) | 가스터빈엔진용로터스테이지 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050104 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050201 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050531 |