JPH11247605A

JPH11247605A - タ―ボマシ―ンコンポ―ネントの振動緩衝方法及び装置

Info

Publication number: JPH11247605A
Application number: JP10357073A
Authority: JP
Inventors: R Hilbart Gary; アール．ヒルバートギャリー; D Peason David; ディー．ペアソンデイヴィド
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1998-12-16
Publication date: 1999-09-14
Also published as: US6299410B1; EP0926387A2; EP0926387A3; RU2222701C2; DE69830891T2; DE69830891D1; EP0926387B1

Abstract

(57)【要約】【課題】能動的な制御システム無しに力学的−電磁気
学的エネルギ変換を用いて、高定常状態歪みを被るター
ボ機械構成体への振動歪みの受動的な減衰にある。【解決手段】受動的な実施形態の場合においては、力
学的−電磁気学的エネルギ変換装置１１０を前記構成体
の内側及び／又は外側へ結合することによって低減さ
れ、及び／又は構成体内部の埋め込みエネルギ変換装置
１１０によって低減される。能動的な実施形態において
は、力学的−電磁気学的エネルギ変換装置１１０を前記
構成体の内側及び／又は外側へ結合することにより低減
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ターボ機械構成体
の振動を減衰させる装置及びその方法に関し、より詳細
には、前記減衰のための力学−電磁気学的なエネルギ変
換装置に使用する装置及びその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】運転時において、ターボ機械構成体、例
えばガスタービン翼型、には、さまざまな力が与えられ
る。ある力、例えば遠心力、は、ロータ速度に依存し、
翼型に定常状態またはゆっくりと変動する歪み（寸法の
変化、例えば伸張や短縮）を生じる。他の力は、よりダ
イナミックに変動する歪み（すなわち振動歪みと称され
る）と、翼型振動、例えば力学的な振動（共鳴やバフェ
ッティング）、と、空気力学的弾性不安定度（フラッ
タ）と、を生じる。これら力と合成歪みの大きさは、エ
ンジンの運転状況や航空機の構造や航空動力学的な特性
に依存する。

【０００３】翼型への損傷を避けるために、定常状態と
振動歪みの大きさは、翼型の構造的な容量（限界）を超
えてはならない。翼型の振動歪みを限界内に留めるため
に、エンジンは最適条件以下にてしばしば運転され、エ
ンジンの運転効率を減少させる結果となる。

【０００４】翼型の振動を減少させる既存の解決方法
は、いくつもある。これらの解決方法のいくつかは、翼
型の構造体を硬くすることを含む。硬くすることの効果
は、翼型の共鳴周波数を振動力の周波数と異なるものに
調整することである。硬さを増すことは、フラッタ−タ
イプの振動歪みを避けることになる。例えば、より堅固
に翼型を製造することは、振動をより低減することにな
る。しかしながら、より堅固な翼型は、しばしばより重
量を増すことになり（欠点をともなって）、最適な堅さ
は、翼型を最初に設計する時点においては正確にはわか
らないことが多い。別の解決方法はシュラウドを用いる
ことであり、これは翼型の径間に設けられる。径間シュ
ラウドは翼型を堅くする効果を有する。それに加えて、
シュラウドは多数の隣接するブレードの振動を低減する
ようにシュラウドどうし互いに干渉し合う。しかしなが
ら、径間シュラウドはエアーの流れの障害になりがち
で、これによりターボ機械の効率を損ねることになる。

【０００５】受動的な振動減衰は、翼型の振動の大きさ
を低減するための別の解決方法である。受動的な振動減
衰は、エネルギの放散を包含する構造的な減衰の一形態
である。受動的な減衰のための１つの解決方法はスライ
ドする摩擦部材を使用することであり、これらはブレー
ドのプラットホームの下に使用される。この解決方法は
振動運動を減衰させる摩擦に関係する。しかしながら、
ほとんどのブレード振動運動はプラットホームの上で発
生し、そのためプラットホーム下部の部材は効果を制限
される。

【０００６】能動的な振動制御機構はアクトン（Ａｃｔ
ｏｎ）らによって米国特許第４，９６７，５５０号に提
案されている。この機構はブレード振動を打ち消すよう
な作動機を備える制御システムを用いる。アクトンらは
ブレードへの直接接触を包含する２つの範疇の作動機を
開示する。すなわち、以下の通りである。

【０００７】（１）ブレードに力を誘導するためブレー
ドへ設けられた電磁気的に作動する振動機、および（２）関連する性質を変更することによってブレードを
変形するためのブレード内部の圧電または磁わい手段で
あり、例えばブレードを歪ませることが可能な埋め込み
圧電結晶であり、これによってブレードの局部的な構造
特性に影響を及ぼし、例えば構造的な減衰を増すことに
よってである。

【０００８】圧電物質は電気エネルギを力学的なエネル
ギおよびその他に変換する。受動的な方法とは異なり、
能動的な制御システムは、フィードバックシステムとし
て時おり言及されるのだが、複雑であり、センサ、信号
プロセス回路、作動機、および電源が必要である。ブレ
ード内に埋め込み圧電結晶には、複雑な製造プロセスが
必要である。能動的な制御システムと埋め込み圧電結晶
との結合は、コストと複雑さに関して実用的ではない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の１つの態様の
目的は、能動的な制御システム無しに力学的−電磁気学
的エネルギ変換を用いて、高定常状態歪みを被るターボ
機械構成体への振動歪みの受動的な減衰を行なうための
装置と方法の提供にある。

【００１０】本発明の別の態様の目的は、埋め込み作動
機無しに力学的−電磁気学的エネルギ変換を用いる翼型
振動減衰の装置および方法を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、高定常状態歪
みを被るターボ機械構成体の振動歪みの大きさを低減す
る。受動的な実施形態の場合においては、前記低減は、
力学的−電磁気学的エネルギ変換装置を、前記構成体の
内側及び／又は外側へ結合することによってなされ、及
び／又は構成体内部の埋め込みエネルギ変換装置によっ
てなされる。また、能動的な実施形態においては、前記
低減は、力学的−電磁気学的エネルギ変換装置を前記構
成体の内側及び／又は外側へ結合することによってなさ
れる。従って、本発明は、埋め込み圧電結晶を備える能
動的な形態を不用とする。ここで述べるような減衰は構
成体における振動歪みの低減の意味で定義され、このこ
とは放散によってか、堅くすることによって成し遂げら
れる。

【００１２】力学的−電磁気学的エネルギ変換を使用す
る受動的な振動低減装置は知られているが、現在までに
振動低減装置は高定常状態ストレスを被るターボ機械構
成体の振動を低減させるように使用されていない。例え
ば、回転翼型に関して、受動的な低減に用いるための一
般的な物質、例えば圧電物質、は、確実な減衰、すなわ
ちエネルギの放散、を受動的な減衰振動についての実用
的な評価であるように提供する可能性は考えられない。
しかしながら、本発明によれば、ある種のターボ機械翼
型振動、例えばフラッタ、高周波数振動モード、に関し
ては、少量の減衰量だけが必要であることとなってい
る。さらに、力学的−電磁気学的エネルギ変換を用いる
受動的な振動低減は、しばしば効果的であるような振動
低減を充分に提供することとなっている。いくつかの実
施形態においては、例えば翼型上の歪みの大きさの確実
な減少を提供するこのような低減によりほぼ最適な状況
にてエンジンを運転することが可能となり、それによっ
てより大きなターボ機械効率を達成する。

【００１３】力学的−電磁気学的エネルギ変換を使用す
るシステムは知られているが、現在までにそのようなシ
ステムにおける力学的−電磁気学的エネルギ変換装置は
高定常状態ストレスを被るターボ機械構成体の表面に固
定されていない。例えば、回転翼型に関して、そのよう
なシステムが示唆する力学的−電磁気学的エネルギ変換
装置は、ブレードの内側の圧電又は磁わい性手段、例え
ば埋め込み圧電結晶、を含む。ブレード表面に力学的−
電磁気学エネルギ変換装置を固定しないのには、いくつ
かの理由がある。例えば、ブレードは、エネルギ運転中
に大変高い定常状態張力歪みを被る。圧電物質は、セラ
ミックタイプの物質を典型的に含み、従ってダメージ、
すなわちクラック（破壊）、又はブレードからの分離
（はがれ）、に対してそのような高定常状態張力歪みの
下で感受性となる。さらに、ブレードの外側表面上の振
動歪みの大きさは、圧電のためにとりわけ考えられる。
別の理由は、ブレードの航空動力学的形状を無効にしな
いように、力学的−電磁気学的エネルギ変換装置を空気
の流れの外部に保持するためである。埋め込み結晶も効
果的な減衰を達成するために必要であると考えてもよ
い。しかしながら、そのような物質は、効果的な減衰を
達成するように、埋め込み無しに、結晶の形状にて、ブ
レードの構造体の中にターボ機械翼型に適切に配置され
設けられることになっている。さらに、振動ストレスは
ブレードの外側においてより大きいので、力学的−電気
的エネルギ変換装置がブレードの外側表面へ接続される
ときに、ブレード内に埋め込まれるよりも、より効果的
な振動低減がしばしば可能となる。

【００１４】本発明は、翼型のフラッタ（空気静力学的
不安定）、共振、バフェッティングに限定されることな
く、さまざまな種類（モード）の構成体の振動を低減す
るために用いられる。例えばフラッタを減少させること
によって、翼型は高圧において信頼性高く作動し、これ
によってターボ機械の性能が向上することになる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明は、ターボ機械、とりわけ
その使用の分野、たとえば、ターボ機械のブレードやベ
ーンのような翼形についての振動の解決に関する。この
課題を解決するために、本発明は力学エネルギを電磁気
エネルギ（すなわち、電気的及び／又は磁気的を意味す
る）等に変換するタイプの物質を用いる。これらの物質
は本明細書においてエネルギ変換物質として記載され
る。ターボ機械の翼形における振動の減衰に関係する圧
電物質のいくつかの属性は、図１に示される一般的な圧
電構成体に関して説明される。

【００１６】図１に示すように、構成体４０は圧電物質
のブロック４２を含む。圧電物質は、（本質的に歪みの
範疇に入る）力学エネルギを、（本質的に荷電の範疇に
入る）電気エネルギ等に変換する。この特性は、しばし
ば“圧電効果”と称される。ブロック４２は、電気軸４
４と、電気軸４４の反対側の端部の位置に一対の物理的
かつ電気的に反対のサイド４６、４８と、を接続する。
構成体４０が適度な歪み（変形）、例えば伸長や圧縮な
ど、を与えられるならば、荷電の差が反対サイド４６、
４８の間に誘導される。同様に反対サイド４６、４８の
間に荷電の差が形成されるとき、構成体４０に力学的歪
みが誘導される。電気的導体の電極５０、５１は、構成
体４０に外部電気接続が可能となるようにそれぞれの反
対サイド４６、４８に設けられる。

【００１７】与えられる歪みと電気軸４４との相対的な
方向性を特性化することは通例である。圧電によって誘
導される荷電の差（又は歪み）の大きさは、電気力学的
な結合係数Ｋに関する加えられた歪み（又は荷電）の大
きさに連関し、この大きさもまた、歪みの方向と電気軸
４４との間のそれぞれの方向性に依存する。例えば、形
成される歪みは、電気軸の方向と直交５２して向いてお
り（場合により、横ケースとして記載される）、又は、
電気軸の方向と平行５３して向いている（場合により縦
ケースとして記載される）。

【００１８】剪断ケースや全てのケースの複雑な組合せ
もまた可能である。横ケースと縦ケースは、それぞれｄ
₃₁とｄ₃₃として別個に特性付けることができ、軸１、
２、３を備える任意の直交座標に連関する。Ｅで示され
る矢印方向は、座標軸に関して電気軸４４の方向性を示
す（電気軸を軸「３」方向に向くように構成体を方位付
けるのが一般である。）。Ｓで示される矢印方向は、座
標軸に関して与えられる歪みの方向５２、５３を示す。
縦ケース（ｄ₃₃、歪み方向５３）に関する結合係数の大
きさは横ケース（ｄ₃₃、歪み方向５２）に関する結合係
数の大きさよりも一般に大きい。

【００１９】特定の圧電構成体についての電気軸の方向
性は、ポーリング（Ｐｏｌｌｉｎｇ）と呼ばれる処理プ
ロセスの結果として、通常に、その一部が最初に確立さ
れる。従来より、ポーリングは電気的に反対サイドのよ
うな両サイド間における選択的電圧差を１度かけること
を必要とする。互いのサイドに関して、一方のサイドが
プラスに荷電され、他方のサイドはマイナスに荷電され
る。このことがその結晶体レベル（再方位付けの領域）
における圧電を変更し、これにより電気軸を確立する。
図２は、図１の構成体４０に較べて、同一形状を有し、
異なる電気軸５６方向、すなわち異なるポーリング、を
備える構成体５５を示す。図１の構成体４０と同様に、
構成体５５に形成される歪みは、電気軸の方向と直交５
２して向いており（横ケース）、又は、電気軸の方向と
平行５３して向いている（縦ケース）。

【００２０】ポーリング処理は、圧電構成体の物理的寸
法に変化もまた生じさせる。例えば、図１のポーリング
構成体では、この構成体は電気軸の方向に拡がり、他の
方向には縮減する。本発明のいくつかの実施形態では、
本明細書に記載の、この現象を効果的に利用する。

【００２１】平行（縦ケース、ｄ₃₃）方向は、単一の構
成体（図１、図２に示されているような）としてより
も、電気的に相互接続される構成体５８のスタック５７
（図３参照）として、従来より実施されていることは注
目に値する。スタックは構成体が互いに分離しないよう
に端から端までをおおよそ圧縮する。このことは、スタ
ックの周囲の調整クランプを配置し、締め付けることに
よって従来より行なっていた。ｄ₃₃の方向性は、従来は
駆動用（例えば、小さなミラーの変形用やクラムシェル
タイプのスピーカの内部用）として従来より用いられて
いるが、振動減衰のためには用いられていない。異なる
（ただし、少なくとも効果を備えて）種類のｄ₃₃方向性
を有する構成体６０は、米国特許（特許番号４，４９
１，７６１）に記載されており、また図４に示される。

【００２２】本発明の減衰装置は、図５の（Ａ）に示さ
れるガスタービンエンジンに用いられるファンブレード
タイプを使用する実施形態に関して開示される。図５の
（Ａ）に示すように、従来のガスタービンエンジンは、
縦軸６６に沿って設けられて、エンジンケース６７に封
入される圧縮セクション６３、可燃セクション６４、及
びタービンセクション６５を含む。ガス、すなわちエア
ー、６８は縦軸方向にエンジン６２内部を通じて流れ、
圧縮セクション６３の上流端より流入し、タービンセク
ション６５の下流端７０から排出される。

【００２３】圧縮機は、ファン７１、低圧圧縮機７２及
び高圧圧縮機７３を含む。ファン７１は複数の回転翼型
７４又はブレードを含む。低圧圧縮機７２及び高圧圧縮
機７３は、それぞれ可変段階の回転ブレード７５と固定
翼型７６又はべーンを含む。

【００２４】図５の（Ｂ）に示すように、ファンセクシ
ョンの部位８０は、ファンブレード８８の基部８６を受
容するスロット８４を備えた円周方向外側面８３を有す
るファンディスク８２を含む。ファンブレード８８は、
前縁９２、後縁９４、負圧サイド９６と正圧サイド９８
を有する翼型９０をさらに含む。翼型は、円周方向に離
間されるプラットホーム１００の間に配置され、翼型の
一部分はプラットホーム１００の外側に放射状に配置さ
れ、翼型の他の部分はプラットホーム１００の内側に放
射状に配置される。放射状の外側の部位は軸方向ガス流
６８の流路中にあって、ガス流６８より運動エネルギを
受け取る。放射状の内側面部位は、ガス流路６８内には
ない。線１０２は、ガス流路６８内にある翼型部分とガ
ス流路６８外の部分とを区分する。

【００２５】図６の（Ａ）に示すように、ブレード８８
はエンジン運転中に定常状態にて振動力を被る。一組の
点線１０３、１０４は、これらの振動力によるさまざま
な効果について概略図示する。まず第１に、定常状態力
はブレードに歪みを与え、放射状方向１０６へ伸張させ
る。第２に、振動力はブレードを曲げ、円周方向のよう
な方向１０７に沿って前後に振動させ得る。図６の
（Ｂ）は、前記の曲げに関する透視図である。この振動
の結果、ブレードの側部表面は圧縮と伸張を交互に行な
う。図中の側部表面からも解るように、この振動は放射
状方向１０６への振動歪みと同一である。本明細書に記
載されるこの振動モードは、他の振動モードも可能であ
るのだが、典型的なフラッタ振動である。ブレードは図
６の（Ｃ）に示される通りのねじれ（よじれ）歪みも被
る。歪みの大きさは、ブレードを横切る位置によって一
般に変化する。振動が減衰されないと、振動歪みは増加
し、定常状態の歪みを超える。

【００２６】図７に示すように、減衰装置１０８はブレ
ード８８０に固定されるエネルギ変換装置１１０と電気
回路１１２を含む。振動歪みの大きさがある程度大き
く、かつ、定常歪みや振動歪みがエネルギ変換装置に損
傷を与えないような大きさであるブレードの箇所に、エ
ネルギ変換装置は好ましくは配置される。この図中にお
いて、エネルギ変換装置は正圧サイドの箇所、基部の上
方だがガス流路の外側でない箇所に、固定される。この
箇所は、放射状方向１０６に関して、有意に定常状態か
つ、振動歪みを有することになっている。軸方向１１４
の歪みは、比較的小さい。しかしながら、固有の実施形
態におけるブレード振動の大きさとモード（例えば、曲
げ振動ねじれ、ブレードの各々のサイドにおけるそれぞ
れのねじれ）に応じて、ブレードの負圧サイド側にエネ
ルギ変換装置を別々に配置するか又は、ブレードの正圧
サイドと負圧サイドとの両側にエネルギ変換装置を配置
することが所望されるであろう。正圧サイド９８の方
が、負圧サイドよりも一般に異物に遭遇することが少な
い。

【００２７】エネルギ変換装置１１０は、エネルギ変換
物質をそれぞれ含む１以上のコンバータ構成体１１６
と、好ましくはＰＺＴ（鉛ジルコニウムチタン）又はＰ
ＺＴ複合タイプの圧電セラミック物質と、を含む。コン
バータ１１６は、実質的にブロック形状であってもよ
い。１つの実施形態では、コンバータはおおよそ縦（放
射方向）２インチ、横（軸方向）２インチ、０．１から
０．２インチの厚み（円周方向）を有する（図８）が、
（効果の面からの）最適な形状はブレードの大きさ、形
状や負荷に応じて変化する。コンバータ構成体は、ブレ
ードの形状の輪郭に合わせるような大きさを有すること
が一般に所望される。本実施形態においては、ブレード
は４０インチの長さと１８インチの幅の大きさを有す
る。コンバータ構成体１１６は、当該構成体の両サイド
を物理的に接触する実質的にフレーム形状を備える保持
装置１１８の中に位置する。保持装置１１８は、好まし
くは高分子物質を含む。

【００２８】この実施形態において、コンバータ構成体
１１６は、これらの電気軸の方向が円周方向に実質的に
平行であるように向く。このことは、放射状方向の歪み
と定常状態の主軸の力学的な歪み（主要ブレードの伸張
する方向）との両方に関するｄ₃₁（直交軸、横方向ケー
ス）方向を示す。

【００２９】コンバータ１１６は、エネルギ変換装置１
１０の内部の電導体１２０を介して互いに電気的に接続
され得る。上記の場合には、多重の冗長性の銅電導体１
２０又は延性の電導性のシートが、より大きな耐久性の
ために推奨される。コンバータ構成体は保持装置１１８
よりも典型的に硬直であるため、コンバータ構成体１１
６と保持装置１１８との間の電導体１２０の隙間１２１
は、エネルギ変換装置１１０が力学的に歪みを受けてい
るときに電導体１２０への損傷を避けるために歪みが小
さくなる方向（例えば、軸方向）に好ましくは向かせ
る。コンバータ構成体１１６は、電導体１１２ａ、１１
２ｂを介して電気回路１１２へ電気的に接続され、両者
は互いに近接して配置しても良いし、または、エネルギ
変換装置１１０から遠隔操作（リモート）されても良
い。ブレード８８は振動歪みを被るので、力学エネルギ
はエネルギ変換装置１１０に接続され、コンバータ構成
体１１６へ伝達する。コンバータ構成体１１６は力学エ
ネルギを電気エネルギに変換し、この電気エネルギは後
述のように、電気回路１２２に放散される。

【００３０】図８に示すように、前述のような実施形態
であり、コンバータ構成体１１６は好ましくは約０．１
から０．２インチの厚み１２３を有する。電動性の電極
１２４（例えば、金属メッキ面）は、コンバータ構成体
１１６の反対面に設けられ、これによって構成体１１６
に電気的に接続できる。コンバータ１１６はエネルギ変
換装置のアッセンブリに先立って典型的にポーリングさ
れ、それぞれのコンバータ構成体１１６の電極１２４の
うちのひとつが正極にポーリングされ、他の電極１２４
は負極にポーリングされる。電導体１２０はコンバータ
構成体１１６のポーリング電極を相互接続し、内側及び
外側の高分子層１２６、１２８を固定する電導体ストリ
ップ（プリント回路基板における電導体ストリップのよ
うな）を好ましくは含む。電導体１２０は、これとは別
に、高分子層に固定される連続状の電気スクリーンを含
むこともできる。高分子層１２６、１２８は好ましくは
絶縁材、例えば軽量の耐熱性プラッスティックのカプト
ン（ｋａｐｔｏｎ）等、を含み、ブレード８８からエネ
ルギ変換装置を電気的に絶縁する。高分子層１２６、１
２８は、エネルギ変換装置１１０の外部の環境からコン
バータ構成体１１６を保護するようにシールもまた設け
る。エネルギ変換装置は好ましくは単一構成体の結合で
ある。このことは、高分子層１２６、１２８とコンバー
タ構成体１１６との間の固着手段１３０、１３１によっ
て為される。エネルギ変換装置は、これとは別に、一体
成形内部に特有の位置関係になるように全てのエレメン
トを配置し、高分子材又は接着材をその内部に加圧注入
することによって共に結合することが可能である。さら
に別の例としては、高分子層はエネルギ変換装置を共に
保持するように成形及び硬化され得る物質を含むことも
できる。

【００３１】エネルギ変換装置１１０は、コンバータ構
成体１１６への力学的歪みエネルギ伝達を最大にするよ
うにブレード８８へ好ましくは固定される。このこと
は、力学的歪みエネルギを伝達することが可能な接着手
段、例えばエポキシ、の層１３２の利用を典型的に包含
する。ブレードに一致させ、かつシートのように切断可
能な薄膜接着が推奨される。ブレード上に接着層が配置
されることを含むブレードへエネルギ変換装置を結合す
るための好ましいプロセスは、接着層の極近傍にエネル
ギ変換装置を配置し、所望の結合が得られるように適切
な圧力と温度（例えば、オートクレイブの内部にて）に
形成することである。クランプの使用なども他の適切な
プロセスに含まれる。

【００３２】歪みエネルギ伝達を最大化するためのこの
実施形態において、コンバータ構成体１１６とファンブ
レードとの間の距離は可能な限り小さい。従って、コン
バータ構成体１１６とブレード１１８との間に置かれた
層は必要以上に厚くならない。それに加えて、エネルギ
構成体１１０は、最大の実用上の範囲にブレード８８へ
好ましくは一致する。数ミル（ｍｉｌ）のギャップでさ
え、効果的な歪み伝達をかなり妨げる。整合（形状合わ
せ）を行なうことによって、それぞれのコンバータ構成
体をブレードの局部的な曲面に合わせるように接地する
ことができる。これとは別に、エネルギ変換装置を配置
するのに適する１以上のおおよそ平面箇所を有するよう
にブレード表面は、成形或いは加工される。

【００３３】しかしながら、いつかの実施形態において
は、コンバータ構成体とブレードとの間の微小なギャッ
プは所望される。ギャップがあることが利点なのか否か
は、ブレードの厚みとコンバータ構成体の厚みとに依存
する。コンバータ構成体が減衰装置として充分に作動す
るには厚すぎるときは、ギャップはさらに悪影響を及ぼ
す。薄いコンバータ構成体は、ギャップが設けられて
も、場合によっては充分に作動する。ギャップはコンバ
ータ構成体の性能を容易に増加させる材料によって好ま
しくは満たされる。すなわち、ギャップがブレードと同
程度の硬度の材料によって満たされるときは、コンバー
タ構成体の性能の増加はないであろう。

【００３４】フィレット１３４は、エンジン作動中に張
力ストレスのためにエネルギ変換装置のエッジ部が層剥
離しないようにエネルギ構成体のエッジ部沿いに好まし
くは形成される。フィレットは接着手段又は他の適切な
材料を含んでもよい。フィレットによって形成される曲
面は、エネルギ構成体のエッジ部におけるストレスの蓄
積を低減する。大きなフィレットが所望されるときは、
フィレットはシリコンラバー、例えばＲＴＶ、のような
適切な材料によって補充されてもよい。フィレットは、
電導体１２２ａ、１２２ｂが内部を貫通するような通路
を有してもよい。図示してないが、エネルギ変換装置１
１０のエッジ部それ自体は、その角部分にストレスの蓄
積を緩和するような輪郭をなし得る。凹面輪郭が一般に
最善であるが、他の適切な輪郭、例えば、凸面、直線な
ど、も用いられ得る。

【００３５】エネルギ構成体の大きさと重量は、所望の
振動減衰量と減衰装置の性能とに典型的に依存する。こ
のことは、次に、システム全体の目的とパラメータ、例
えばブレードの特性など、に依存する。ブレード上のエ
ネルギ変換装置の配置にも依存する。一般に、微小な減
衰量はフラッタ限界における大きな改善をもたらすこと
ができる。例えば、充分な減衰は、ブレード重量の僅か
２、３％の重量のエネルギ変換装置によってもたらすこ
とができる。コンバータ構成体の充分に使用するため
に、歪みの大きさが最大である場所に重量の大きな割合
をもつことが所望される。しかしながら、コンバータ構
成体があまりにも厚い及び／又は硬いときには、ブレー
ドから構成体への確実な力学的歪みの伝達は、妨げられ
るであろう。

【００３６】電気的概略図である図９に示すように、エ
ネルギ変換装置１１０内のそれぞれのコンバータ構成体
１１６は、コンバータ構成体内に誘導される電気エネル
ギを有するコンデンサ１３８を、コンデンサ１３８に亘
る異なる荷電として示す振動に相似させる。エネルギ変
換装置１１０に接続される電気回路１１２は、抵抗体１
１４又は他の適切なエレメントを含み、電気エネルギの
誘導を放散する。このような解決方法は、広範囲なブレ
ード振動周波数の減衰を提供する。

【００３７】ＰＺＴコンバータ構成体を使用する実施形
態において、電気回路１１２はコンバータ構成体１１６
のコンデンサ１３８と共に共振回路を創り出す電導体構
成体を含むことができる。共振回路はチューニングされ
る帯域フィルタである。このような実施形態において、
エネルギ変換装置は周波数依存減衰と硬化を示す。周波
数依存性は回路内の構成体の値による。さらに、共振回
路の割付けによって、全ての電気エネルギは抵抗体に放
散されない。その代わりに、多少の電気エネルギはコン
バータ構成体に戻り、ブレードの振動歪みに関する位相
ずれになる。戻りエネルギはコンバータ構成体の歪みを
誘導し、ブレードの振動歪みに対抗する。この結果、特
有の範囲（帯域）の周波数にわたるエネルギ変換装置の
硬さに幅を持たせ、前記範囲にわたる振動ストレスを低
減させる。

【００３８】共振回路が有用に用いられる事例として
は、以下の例である。周期的な力の周波数が構造体の本
来の又は基礎的な周波数と一致するときに、大きな振動
ストレスがファンや他の構造体に生じることができる。
これは倍振動と呼ばれる。共振におけるストレスの大き
さは、力の関数の大きさ、重量、硬さ、と構造体の構造
的な減衰によって決定される。力の関数の周波数が一定
であるならば、ストレスの減少は増大する減衰によっ
て、又は構造体の本来の周波数の変更、すなわち、重さ
か、硬さか、その両方を変更することによって為し得
る。

【００３９】共振回路を用いることによって、特有の使
用における減衰をチューニング（周波数と大きさの予測
が最適になるよう）することができる。このようにし
て、所望の減衰は共振回路なしのコンバータ構成体と較
べて、極微小の、より小さい、及び／又はより多少のコ
ンバータ構成体によって為し得る。無次元の量Ｑは、共
振回路の特性を表わす値として、しばしば用いられる。
Ｑは、Ｑ＝（共振周波数／帯域幅）として定義される。
Ｑ値が大きければ大きいほど、電気エネルギ大部分がコ
ンバータ構成体によって力学的歪みに戻るように変換さ
れることになる。共振回路はこの実施形態に用いられる
以外の回路位相によってもたらされることが可能である
ことが解っている。

【００４０】誘導子１４６の選択において、鉄の透磁率
は力学的ストレス環境に依存することを認識することは
重要である。従って、誘導子構成体は、あるロータ速度
においては、あるインダクタンスの大きさと、別のロー
タ速度においては異なるインダクタンスを有することが
できる。それゆえに、誘導子１４６は、予想される力学
ストレスレベルにおける所望のインダクタンスを有する
ように設計されねばならない。ブレードに配置されるよ
りもディスクに配置されるときに、誘導子は力学ストレ
スをあまり被ることはない。環状に巻かれたトロイドは
最も安定した磁気的な誘導子を与えることができるが、
最も効果的な重量の使用を与えることはできない。Ｅの
値のギャップを有するフレームを用いるときは、ギャッ
プ距離を一定に保つように保護されねばならない。強磁
性体でない、例えばカプトンのような、楔は、これと共
に用いられ得る。

【００４１】作動回路は、固定誘導の誘導体構成体１４
６に代わって用いられ得る。そのような回路は、１以上
の信号が共振回路内のこれらの誘導子１４６と競合（エ
ミュレート）するように設けることができる。この作動
回路は変換される電気エネルギによって起動し、さもな
くばこの電気エネルギは抵抗体に放散されるであろう。
この回路はＯＰアンプを含み、あるいは、より好ましく
は効果の大きい不連続なトランジスタを含む。そのよう
な回路は鉄芯誘導体よりも軽量にできる。回路は自動チ
ューニングであってもよい。すなわち、インダクタンス
の大きさを使用に合わせるように変更できる。この操作
において、回路は変換される電気エネルギの周波数を感
知する。自動チューニングの一つの利点は、減衰特性が
どんな時でも発生する振動の大きさと周波数にチューニ
ングできることである。このことは部分的に重要であ
る。なぜならば、ブレード振動の大きさと周波数はブレ
ードの回転速度に依存し、異なる回転速度をエンジン作
動中に使用するからである。

【００４２】電気回路は、相互接続する電導体の長さを
最小にするようにエネルギ構成体の近く、例えばロータ
上など、に配置される。回路がブレード上に配置するに
は大き過ぎるときは、ディスク、例えばディスクの円周
方向外側面８３、の上か、又はその近くに配置すればよ
い。インダクタンスの大きさを小さく保持するように最
大限の静電容量を与えるようなエネルギ変換装置を選択
することが所望されるであろう。この選択に関する詳細
は、後述する。

【００４３】本発明の実施にあたっては、用途に応じて
複数の電気回路が所望されると解すべきであろう。例え
ば、最良な実施形態においては、単数の電気回路が１又
は２の振動モードを減衰するために用いられる。しかし
ながら、複数のモード、例えば１０モード、の減衰が求
められるときは、適切な放散回路の追加が求められるで
あろう。

【００４４】図１０に示すように、エネルギ変換装置１
５０の別の実施形態は、実質的には同じ機能を有する
が、第１実施形態のエネルギ変換装置１１０内のコンバ
ータ構成体１１６とは厚みの異なるコンバータ構成体１
５２を含む。これらの構成体１５２は、好ましくはシー
ト状形状を有し、縦方向の寸法（放射状方向）と横方向
の寸法（軸方向）は実質的に厚みの寸法（円周方向）よ
り大きいものとして以下に明らかにされる。１つの実施
形態では、構成体の寸法は縦方向（放射状方向）約２イ
ンチ、横方向（軸方向）約２インチ、さらに厚み（円周
方向）約０．０２インチ程度であるのだが、コンバータ
の最適な形状（及び量）は、ブレードの大きさ、形状及
びストレスに依存して変更されるであろう。コンバータ
構成体１５２は保持装置１５４内に１以上の“層”を整
え、前記保持装置は例えば、高分子又は他の種類の物質
を含む事前成形（プリフォーム）のようなものである。

【００４５】図１１に示すように、隣接するコンバータ
構成体１５２の層は、それぞれのポーリング方向が互い
に反対向き（１８０度回転）になるように向けることが
でき、すなわち、１つの層において正にポーリングされ
た電極は隣接する層において正にポーリングされた電極
と向き合い、１つの層において負にポーリングされた電
極は隣接する層において負にポーリングされた電極と向
き合う。この構成体１５２の方向決めは、ポーリングさ
れるような電極の電気的な相互接続を容易にする。例え
ば、図１２に示されるような連続的な延性電導体１５６
は、ポーリングされる端末が隣接層内に位置されるよう
に相互接続するために用いることができる。孔部１５７
は、コンバータ構成体１５２の層の間の互いの結合を改
善するように延性電導体と一体化してもよい。コンバー
タ構成体１５２は、図１３に示されように、互いに整列
されるポーリング方向にそれぞれ向くことができる。し
かしながら、このような方向決めは、異なるポーリング
電極の間の電気的接続を妨げるためにコンバータ構成体
１５２の層の間の電気絶縁層１５８を必要とする。

【００４６】図１０に示されるように、エネルギ変換装
置１５０は、エネルギ変換装置１１０内の対応する高分
子層１２６、１２８（図８）と実質的に同一な高分子層
１６０、１６２をさらに含む。エネルギ変換装置は、エ
ネルギ変換装置１１０内の対応する接着層１３２（図
８）とフィルタ１３４（図８）と実質的に同一な接着層
１６４とフィルタ１６６とをさらに含む。エネルギ変換
装置１５０のエッジ部は、そのコーナ部分にストレスの
蓄積を緩和するような輪郭を有することもできる。第１
実施形態のエネルギ変換装置１１０（図８）に関して、
エネルギ変換装置１５０は好ましくは単一の装置内に組
み入れられる。接着層（図示せず）は上記目的のために
コンバータ構成体１５２の層の間に典型的に使用され
る。エネルギ変換装置の大きさと重量とは、所望の振動
減衰量に典型的に依存する。

【００４７】エネルギ変換装置１５０をブレードへ固定
するための好ましいプロセスにおいて、コンバータ構成
体１５２は保持装置１５４中の層にまず初めに配置され
る。保持装置１５４は、温度設定又は化学活性のどちら
かの高分子物質を好ましくは含み、保持装置１５４は、
初期においては可変形状である。圧力は、関連するファ
ンブレードの箇所のような同一形状の成形によって形成
されるか、又はオートクレイブ処理中に行われるような
ブラッダ（ｂｌａｄｄｅｒ）を横切るガス圧力によって
形成される。このプロセスの間に、各々の個別のコンバ
ータ構成体１５２は、ファンブレード８８に、より良く
一致するように多少曲げられてもよい。保持装置１５４
はその最終的な形状になるように固化される。パックと
ブレード８８との間の接着層１６４は、必要に応じて加
えられる。それとは別に、保持装置はブレード無しの形
状にされてもよい。例えば、上述までのプロセスを用い
て、後にブレードに固定するようなものである。

【００４８】この実施形態は、第１実施形態と較べて幾
つもの利点を有する。コンバータ構成体１５２のエレメ
ントは、第１実施形態の構成体１１６（図８）よりも薄
く、かつ商業的に得られるようなしばしば高品質であ
り、すなわち単位体積あたりに小さなサイズかつ、損傷
が少ない。このことは、単位面積あたりに、より強度を
増すことになる。これらのコンバータ構成体１５２は、
第１実施形態の構成体よりも、柔軟性をも有し、それゆ
えに構成体のブレードの形状に、より容易に一致する。
従って、構成体の個々の研削は必須ではなく、平面箇所
を有するブレードもまた必須ではない。さらに、より薄
いコンバータ構成体１５２は、より厚いコンバータ構成
体１１６よりも確実に力学的歪みを結合し、前記構成体
は、耐久性の高い定常状態の歪みを有し得る。しかしな
がら、この実施形態は、エネルギ変換装置１１０（図
８）の全体歪み伝達係数よりも低いエネルギ変換装置装
置１５０の全体歪み伝達係数となる。なぜならば、コン
バータ構成体１５２の層の間の付加的な接着剤のためで
ある。そのような層は、ブレードからコンバータ構成体
１５２への力学的歪みの伝達を潜在的に妨げる。第１実
施形態のように、材料物質を選択し、方向決めするとき
には注意が払われるべきである。食い違って示される
が、コンバータ構成体１５２は、互いに実質的に重ね合
わされて交互に方向付けることができる。

【００４９】エネルギ変換装置１５０は、コンバータ構
成体１５２が平行に、一連に、又はそれらの組み合わせ
に交互に相互接続することによってさまざまな種類もの
異なる静電容量を与えるように配置できる。設定体積
量、すなわち０．０１インチの厚みのコンバータ構成体
のエネルギ変換装置によって与えられる静電容量は、
０．１インチ厚みのコンバータ構成体のエネルギ変換装
置によって与えられる静電容量より１００ファクタ大き
いことを理解する必要がある。（なぜならば、より薄い
構成体は構成体電極の空間を１０分の１未満にできるか
らであり、所定体積量に１０倍もの数多くのコンバータ
構成体をパックすることができ、そのことは累積的な電
極表面が１０倍になる。）より大きな静電容量は、明きらかに重量と配置に関して
有利なより小さな誘電子１４６（図９）になる。

【００５０】エネルギ変換装置１５０と同一なエネルギ
変換装置を有する減衰装置は、振動防止のための１７イ
ンチのファンブレードにおいて作動された。減衰装置の
パラメータは以下の通りである。

【００５１】ブレード重量：０．３０５ポンドコンバータ構成体（圧電装置）重量：０．０１９８ポン
ド圧電装置静電容量：１６５ナノファラッドブレード振動周波数：２９２Ｈｚ誘導子無しの抵抗：３０００オーム誘導子有りの抵抗：５００オーム誘導子：１．７ヘンリー別の実施形態に関して、図１４に示すように、エネルギ
変換装置１７０は前述のエネルギ変換装置１１０（図
８）、１５０（図１０）と実質的に同一であるが、保持
装置１７４内にスロット（溝部）１７２に設けることが
できる。このようなスロット１７２はエネルギ変換装置
１７０をより柔軟にし、これによってブレード８８へ容
易により良く一致する。コンバータ構成体１７６はコン
バータ構成体１１６（図８）、１５２（図１０）よりも
大きな形状で示されているが、より大きな形状のコンバ
ータ構成体が求められる訳ではない。

【００５２】前述のように、エネルギ変換装置の設計と
配置を選択するときに、定常状態の歪みの大きさが検討
されるべきである。定常状態の歪みを方位付ける高過ぎ
る高さｄ₃₁は、圧電物質の電磁気学的な結合係数を劣化
させる。このような歪みは、圧電構成体にひび割れを生
じる。商業的な圧電物質は、１０００ｐｐｍから１５０
０ｐｐｍの割合（ポーリング後）で典型的にひび割れる
ことを考慮すべきである。より高品質な圧電構成体は２
０００ｐｐｍ程度の頻度の歪みに典型的に耐える。しか
しながら、チタニウムのブレードの基部の近辺の箇所
は、定常状態において３０００ｐｐｍから４０００ｐｐ
ｍの頻度に増加するかもしれない。定常状態の歪みは、
このようにＰＺＴセラミック圧電構成体の張力の大きさ
のおおよそ２．５倍になる。（チタニウムは平方インチ
あたり５万ポンド（５０ｋｐｓｉ）に典型的に耐える一
方、ＰＺＴ圧電物質は２０ｋｐｓｉに典型的に耐えるこ
とを考慮すべきである。）他の解決方法は、圧電物質が過大な定常状態の歪みによ
ってひび割れないようにすることである。例えば、チタ
ニウム物質をより多く用いることは、ブレードへの定常
状態の歪みを削減することができる。しかしながら、こ
のことは明らかに重量の点で不利益をもたらす。これと
は別に、圧電構成体は定常状態の伸張力をうち消す圧縮
力によって維持され得る。このことを達成するための１
つのプロセスは、所望の定常状態の歪みと同一の方向に
ブレードを歪ませる力を形成することである。従って圧
電構成体はブレードへ固定される。その後、その力が取
り除かれブレードが元の形状に戻ることができ、エネル
ギ変換装置１８０とコンバータ構成体１８２とに作用す
る圧縮力となる。圧縮歪みの大きさは、好ましくは、圧
縮歪みの組み合わせほどに充分に大きく、定常状態の歪
みは圧電構成体の能力を超えることはない。

【００５３】他の解決方法は、図８に関して前述のよう
に、コンバータ構成体とブレードとの間にギャップを設
けることである。ブレードよりも硬くない物質でギャッ
プを満たすことは、振動歪みの適切な伝達を与えるコン
バータ構成体へ送信されて、定常状態の歪みを低減する
ことになる。

【００５４】本発明の減衰装置の他の実施形態について
は、図１５に示されるように、エネルギ変換装置１８０
は複数のコンバータ構成体１８２を含む。コンバータ構
成体１８２は好ましくはブロック形状をなすが、より小
さい形状かつより薄いものである（このことはエネルギ
変換装置１５０（図１０）に関して前述の通り、より大
きな静電容量を可能とする）。構成体１８２は、図３の
スタック５７と部分的に同一な１以上のスタック１８４
に好ましくは配置される。スタック１８４は保持装置１
８６内に位置することができる。スタック内の構成体１
８２は、典型的に電気的に互いに接続される。このよう
な接続は、電導体１８８ａ、１８８ｂの一部分によって
与えられる。

【００５５】スタック１８４はコンバータ構成体１８２
の電気軸の方向が放射状方向と実質的に平行になるよう
に好ましくは方向付けられる。このことは放射状方向の
振動歪みと定常状態の主要軸歪みとの両方に関連するｄ
₃₃方位を示す。ｄ₃₃方位は、高定常状態ストレス状況下
でさえも圧電電気力学的な結合係数の低下をほとんど生
じない。ｄ₃₁方位によって与えられるよりも大きな結合
係数もまた生じる。２つの改善の要因については検討が
重ねられ、理想的にはさらなる改善が可能であろう。さ
らに、ｄ₃₃方位によって与えられる係数（すなわち、力
学的な硬度）は、ｄ₃₁方位によって与えられる係数より
も大きい。

【００５６】コンバータ構成体１８２のスタック１８４
は、端から端１９０までを圧縮力によって支えるであろ
う。なぜならば、スタック内の構成体は、充分な張力歪
みにさらされているときには互いに分離、すなわちひび
割れ、可能だからである。圧縮力はそれぞれのスタック
へ形成され、スタック１８４にひび割れをもたらす逆
（不均一な）ストレスを誘因するのを避けるように好ま
しくは施される。

【００５７】スタックに圧縮力を与える１つの方法は、
まず初めに構成体をポーリングし、次いでブレードを伸
張し、構成体をそれに固定することである。このような
プロセスはｄ₃₁方位に関連して上述されている。それと
は別に、構成体１８２のスタック１８４は、エネルギ変
換装置１８２がブレード８８に結合された後にポーリン
グすることによって圧縮力を与えることもできる。図１
に関連して前述されているように、圧電物質はポーリン
グの上に典型的に拡がる。エネルギ変換装置がポーリン
グに先立ってブレードに固定されるとき、コンバータ構
成体１８２は拡張を制限され、圧縮状態の終了の代わり
となる。ポーリング電圧の大きさは、所望の圧電特性を
与えるように好ましく適合される。

【００５８】ブレードからの力学的歪みは、スタックの
両側面よりもスタックの端部を主に介してスタックへと
好ましくは伝達される。このことはスタック上の逆曲が
り歪みを避けるためである。保持装置１８６はスタック
端部へ力を伝達するための手段を与えることができる。
前記の場合には、保持装置は前述の実施形態に用いられ
る保持装置１１８、１５４、１７４よりも幾分硬く（よ
り硬直な）、例えば黒鉛エポキシ構成体のような硬いプ
ラスティック又はチタニウムのような物質を好ましくは
含む。

【００５９】図１６に示されるように、構成体は、隣接
する構成体のポーリング方向が互いに反対向きになるよ
うに好ましくは方位付けられる。図１５に示されるエネ
ルギ変換装置１５０内に隣接するコンバータ構成体にお
いても同様である。このことはスタック１８４内のコン
バータ構成体１８２間の電気的な相互接続を容易にす
る。タブ形状の電極１９４を備えた電導層１９２は、ス
タック内のそれぞれのコンバータ構成体間に設けられて
もよい。電導層１９２は、隣接する構成体１８２のポー
リングされる電極のように電気的に接続する。正にポー
リングされるコンバータ電極に接続されるタブ化電極１
９４は、スタックの一方の側面部１９６から突出し、他
方、負にポーリングされるコンバータ電極に接続される
タブ化電極１９４は、スタックの他方の側面部１９８か
ら突出する。一方の側面部１９６のタブは、電導体１８
８ａによって電気的に相互接続される。他方の側面部１
９８のタブは、電導体１８８ｂによって電気的に相互接
続される。

【００６０】接着手段の薄層（図示せず）は、スタック
と共に結合する構成体間に設けられ得る。スタックは、
コンバータ構成体と電動層とそれを共に“焼却”するこ
とを固有に調整することによって別々に創り出すことも
できる。

【００６１】図１７、１８に示すように、エネルギ変換
装置１８０とスタック１８４とのブレード側面部２００
は、複雑な輪郭（例えば、他方向を向いたカーブ）を備
えるブレードと同一な輪郭を有し得る。接着層２０２
は、エネルギ変換装置１８０とブレード８８との間に設
けられ得る。しかしながら、上述のように、スタック１
８４内部において逆ストレスを避けるために、力学的歪
みは、スタック１８４のブレード側面部２００を介する
よりもスタック１８４の端末部１９０（図１５）を主に
介してスタック１８４へ好ましくは伝達される。エネル
ギ変換装置１８０は、変換装置１８０の内部の構成体の
保護を与えるように外側高分子層２０４をさらに含む。
エネルギ変換装置１８０は、単一ユニットの使用、例え
ば前述のエネルギ変換装置１１０、１５０、１７０に関
連して示唆される１以上の方法、として好ましくは共に
結合される。変換装置１８０は、エネルギ変換装置１１
０（図８）内のフィレット１３４と実質的に同一なフィ
レット２０６をさらに含む。エネルギ変換装置１８０の
エッジ部は、その角部にストレス蓄積を緩和するように
輪郭され得る。

【００６２】本発明の減衰装置の別の実施形態に関して
図１９に示されるように、ブレード８８は表面から円周
方向１０７（図６の（Ａ））に突出する保持装置２１０
をさらに含む。保持装置２１０は、放射状方向の支持部
がエネルギ変換装置２２０の近傍に設けられ得る箇所を
介して１以上の内側面２１２を好ましくは含む。保持装
置２１０は、エネルギ変換装置２２０を完全に包囲する
保持装置１８６（図１５、１８）と同一形状を有しても
よいが、必須では無い。保持装置２１０は、図示のよう
にブレード上に一体形状のフランジを形成するか、それ
とは別に、ブレードに設けられて分離可能に形成され
る。

【００６３】保持装置は、エネルギ変換装置１８０（図
１５−１８）と実質的に同一なエネルギ変換装置と共に
用いることができるのだが、このエネルギ変換装置２２
０は保持装置無しのコンバータ構成体２２４の１以上の
スタック２２２を好ましくは含む。スタック２２２は、
スタック端末部のコンバータ構成体２２６がスタック２
２２内の他の構成体と結合できないことを除いて変換装
置１８０（図１５−１８）内のスタック１８４と実質的
に同一であり、その結果、保持装置２１０からスタック
２２２を電気的に分離することができる。

【００６４】変換装置１８０（図１５−１８）内のスタ
ック１８４に関して、スタック２２２は圧縮状態に好ま
しくは配置され、力学的な歪みは端末部２３２を介して
スタックに好ましくは伝達される。保持装置２１０はス
タック２２２の端末部へ力を伝達するための手段を与え
ることが可能である。シム２２８は保持装置２１０の内
側面部２２９とエネルギ変換装置２２０との間に設ける
ことができる。シム２２８は、振動歪みの伝達が可能で
あり、接着物質、好ましくは硬化する際に拡がる種類の
もの、を含む。

【００６５】エネルギ変換装置２２０はブレードの放射
状方向１０６表面（すなわち、空洞の底部）と好ましく
は接触しない。接着層２３０はエネルギ変換装置１８０
とブレード８８との間に設けられ得るのだが、エネルギ
変換装置１８０のスタック１８４に関して、力学的歪み
は、スタック１８４のブレード側面部２３４を介してよ
りもその端末部２３２を主に介してスタック２２２へ好
ましくは伝達される。エネルギ変換装置１８０は、その
外側高分子層２０４と実質的に同一な外側高分子層２３
６をさらに含んでもよい。カバー２３８は、ブレード操
作の間にエネルギ変換装置の保護を補助するように設け
られてもよい。

【００６６】別の実施形態に関して図２０に示すよう
に、ブレードは、ブレード表面から突出するというより
もむしろ窪むこと以外は、保持装置２１０（図１９）と
同一な保持装置２４０を含む。保持装置２４０は、保持
装置２１０（図１９）の内側面２１２と実質的に同一な
内側面２４２を有する。このような窪みの保持装置２４
０は、エネルギ変換装置２２０がガス流路６８（図５の
（Ａ）、５の（Ｂ）、７、１５）から外れる箇所におい
て使用されるのにとりわけ適合している。

【００６７】別の実施形態に関して図２１に示すよう
に、エネルギ変換装置２５０は１以上のブレード８８へ
固定される保持装置２５６内の振動伝達装置２５４とコ
ンバータ構成体２５２とを含む。コンバータ構成体は、
振動伝達装置の外側に放射状に好ましくは配置される。
両者は、保持装置内で少なくとも１方向に移動自在であ
る。保持装置２５６は、実質的に封じることの可能な好
ましくは容器又は器である。

【００６８】コンバータ構成体２５２は前述のいくつも
のコンバータ構成体と同一であってもよいが、エネルギ
変換装置１８０（図１５−１８）内のコンバータ構成体
１８２のスタック１８４と実質的に同一なスタック２５
８を好ましくは含む。変換装置１８０内のスタック１８
４に関して（図１５−１８）、スタック２５８は圧縮状
態に好ましくは配置され、力学的歪みは端末部２６０を
介してスタックへ好ましくは伝達される。スタック２５
８の各々の端末部２６０上に設けられる連絡機構２６２
は、スタック２５８における逆ストレス、例えば曲げな
ど、の誘発無しにスタック２５８へ力を伝達するための
手段を与えることができる。

【００６９】振動伝達装置２５４は、内側構成体２６４
と保持装置２５６との間に設けられる粘弾性物質の層２
６６と、内側構成体２６４と、を好ましくは含む。粘弾
性物質は、低周波数の歪み、例えば定常状態歪み、に対
しては、たわむが、高周波数の歪み、例えば振動歪み、
に対しては硬くなる性質を有する。内側の構造は、振動
伝達装置２５４の内に粘弾性物質を保持するように外側
シール２７０を備えるスライド遮断部２６８を含んでも
よい。外側シールは、Ｏリング又はダムのようなフレキ
シブルな金属に限定されることなくさまざまな種類のシ
ールを含むことができる。

【００７０】エネルギ変換装置２５０は電気回路２７２
へ電気的に接続される。電気回路２７２は電気回路１１
２（図７）と実質的に同一であり、エネルギ変換装置２
５０、例えば図示されるような内部構造体２６４の内側
部分を部分的に中空にしたもの、の上に、又はその中
に、又はこれとは別に、からは遠隔に配置することがで
きる。

【００７１】運転中において、ブレードからの振動と定
常歪みは、保持装置に伝達される。これらの歪みは、振
動歪みのみを内部構造体へ順番に伝達する粘弾性層へ伝
達される。遠心力は、内部構造体がスタック２５８と接
触しながら放射状方向外側へ動くようにする。一度接触
すると、内部構造体は、スタック上に遠心荷重効果を生
じ、それによってスタックを圧縮状態にする。内部構造
体の重量は、所望の圧縮量になるように好ましくは予め
設定される。振動歪みは内部構造体２６４からコンバー
タ構成体２５２へ伝達される。前述の実施形態のよう
に、コンバータ構成体２５２は、力学的な歪みを電気回
路２７２にて放散され得る電気エネルギに変換する。

【００７２】今までの実施形態と較べてこの実施形態に
は少なくとも２つの効果がある。まず第１に、ブレード
の主要な定常状態の歪みは、コンバータ構成体２５２へ
（断続して）伝達しない。従って、張力歪みは、ブレー
ドの主要な定常状態歪みの結果、コンバータ構成体にほ
とんど伝えられない。第２に、遠心荷重はコンバータ構
成体上に圧縮力を与えるように用いることができる。こ
のことは、コンバータ構成体に関する張力歪みのネット
の大きさがゼロを求められる状況において、とりわけ有
用である。

【００７３】本発明の減衰装置の別の実施形態に関して
図２２に示すように、シュラウド（導風板）２８０（結
合）は、一対の隣接するファンブレード２８２、２８４
と（組になって）相互接続する。シュラウドは、ブレー
ド振動、例えば図６の（Ａ）に記載と同一の円周方向１
０７の振動、の緩和を補助するようにブレードに構造的
な硬さを与えるために一般に用いられる。しかしなが
ら、この実施形態のようなシュラウド２８０ではない場
合、シュラウドは隣接するブレードに相互接続されずに
現在、一般に用いられ、むしろ、それぞれのブレードは
それぞれのシュラウドを有し、隣接するブレード上のそ
のシュラウドは、ブレード間のそれぞれの中間点に接触
する。この接触するシュラウドの適用は、ブレード振動
を減衰させる摩擦になる。シュラウドを設けることによ
り、ブレード振動の周波数はシュラウドを設けない場合
より周波数が高くなる。より高い周波数の振動は、より
低い周波数の振動よりも問題を少なくする。しかしなが
ら、シュラウドの使用は、エンジン性能を一般に低下さ
せることになる。シュラウドがブレードの基部に隣接す
る位置２８６に配置されるとき、この性能の低減は典型
的に低下するが、位置２８６のシュラウドはシュラウド
２８０よりも振動に関して典型的に充分ではない。

【００７４】図２３に示されるように、シュラウド２８
０は、１以上のエネルギ変換装置２９２を受容するよう
にそれぞれ適合する１以上の窪みをもつ保持装置２９０
を備える放射状の内側表面を有する。保持装置２９０
は、ブレード表面内よりもシュラウド２８０表面２８８
内の方に窪みを有すること以外は保持装置２４０（図２
０）と実質的に類似である。保持装置２９０は、保持装
置２４０（図２０）の内側面部２４２と実質的に同一な
内側面部２９４を有する。

【００７５】それぞれのエネルギ変換装置２９２は、コ
ンバータ構成体２２４のスタック２２２と実質的に類似
するコンバータ構成体２９８のスタック２９６を含むエ
ネルギ変換装置２２０（図１９）と好ましくは実質的に
同一である。スタック２９６の端末部３０２におけるコ
ンバータ構成体３００は、スタック２９６内の他の構成
体と電気的に接続されなく、その結果コンバータ構成体
３００はスタック２９６を保持装置２９０から電気的に
分離することができる。

【００７６】変換装置２２０（図１９）内のスタック２
２２に関して、スタック２９６は圧縮状態に好ましくは
配置され、力学的歪みは端末部３０２を介してスタック
へ好ましくは伝達される。保持装置２９０はスタック２
９６の端末部３０２へ力を伝達するための手段を与える
ことができる。シム２２８（図１９）と実質的に類似で
あるシム３０４はエネルギ変換装置２９２と保持装置２
９０の内側面部２９４との間に設けられ得る。

【００７７】エネルギ構成体２９２は、放射状方向に向
くブレード表面（すなわち、空洞部の底）に好ましくは
接触しない。エネルギ変換装置１８０（図１５−１８）
内の層２０２と類似の層３０６は、ブレード８８とエネ
ルギ変換装置２９２との間に設けることができるが、力
学的歪みはスタック２９６のブレード側面３０８を介す
るよりもスタックの端末部３０２を主に介してスタック
２９６へ好ましくは伝達される。エネルギ変換装置２９
２は、エネルギ変換装置１８０（図１５−１８）の外側
高分子層２０４と実質的に類似する外側高分子層３１０
をさらに含み得る。

【００７８】図２４に示すように、ファン運転中におい
て、ブレード２８２、２８４の円周方向のように向く振
動は、シュラウド２８０上の円周方向のように向く歪み
を伝達する。次に、この歪みは、ｄ₃₃方位のコンバータ
構成体２９８へ伝達される。上述の実施形態に関して、
コンバータ構成体２９８は、力学的歪みエネルギを電気
的エネルギに変換する。

【００７９】求心力はシュラウド２８０を放射状方向１
０６外側へ曲げるように作用する。シュラウド２８０は
隣接ブレードを相互連結するので、放射状方向外側へ曲
がるシュラウドは、円周方向１１７、すなわちシュラウ
ドの縦軸方向、の内側表面２８８にシュラウドへの放射
状方向の圧縮となり、それによってエネルギ変換装置２
９２内のコンバータ構成体２９８のスタック２９６上へ
の圧縮力となる。

【００８０】関連する技術は、他の実施形態におけるコ
ンバータ構成体上へ圧縮力を与えるために用いられても
よい。例えば、圧縮力は、定常状態下に適切な曲げを被
るブレード上の位置にコンバータ構成体を配置する構成
体ことによって与えられ得る。

【００８１】監視システムは、ターボ機械の寿命を超え
て特別に運転される減衰装置を検証するように上述のい
くつもの実施形態に含むことができる。監視システム
は、例えば振動を監視できて、振動は例えばフラッタ振
動であり、振動の大きさが過大であるか否かを決定でき
る。監視システムは、コンバータ構成体の状況を決める
ためにコンバータ構成体の電気的インピーダンスもまた
監視できる。

【００８２】本発明の減衰装置は、ブレードの外部表面
へ固定されるエネルギ変換装置を有するように記述され
るが、エネルギ変換装置は別々に、中空体ブレードの内
側表面に配置されるか、又はブレード内部、例えば複合
翼型のレイアップ構造の内部、に組み込まれることが可
能であるのは明らかであろう。本発明の減衰装置は何種
類ものターボ機械の翼型を用いるように適合でき、前記
ターボ装置の翼型は何種類かのブレード（回転翼型）又
はベーン（非回転翼型）を含むがこれに限定されるもの
ではない、ことは認識されるであろう。いくつかの特有
な使用に関して、振動に起因する特有な力と翼型の構造
上の動力学に対する認識は、翼型に関する振動構成体の
設計と配置を最良にするために必要であることも明らか
であろう。

【００８３】コンバータ構成体と抵抗部と誘導子とに関
する量と配置とを決定するための好ましい方法は、下記
の電気回路１１２（図１９）である。減衰されるべき振
動モードの歪みエネルギのブレードにおける分配は、決
定される。この決定、有限要素分析として通常は言われ
ている、は、コンピュータ処理による振動分析プログラ
ム、例えばＮＡＳＴＲＡＮ、を典型的に求める。最大の
歪みエネルギ密度を有するブレードの箇所は特定され、
コンバータ構成体は歪みエネルギ結合を最大にするよう
にこれらの箇所へ配置される。いくつかの実施形態にお
いて、何らかの異なる配置は、振動よりも他のもの、例
えば空気力学や重量、に注意を払う必要があろう。コン
バータ構成体は前記実施形態の必要重量を満足する厚み
を有する必要がある。コンバータ構成体がそのように配
置され、減衰される振動モードについてのブレードの歪
みエネルギの分配は、決定される。これらのステップ
は、さまざまな構成体の全体の重量、長さ、幅や厚みに
ついてそれぞれ繰り返される。それぞれの反復におい
て、ブレードとコンバータ構成体とにおける歪みエネル
ギの合計のデータが集積される。集積されたデータは、
ブレード上の誘導子と抵抗部とコンバータ構成体の効果
とにとっての最適な値を予想するような、それぞれの前
記反復に関する下記計算式を演算するときに用いられ
る。ＰＺＴという言葉が以下の定義や数式に示される
が、これらの数式や定義においてコンバータ構成体をＰ
ＺＴタイプの物質に限定するものではない。

【００８４】定義

【００８５】

【数１】

【００８６】

【数２】

【００８７】但し、Ｚ_bladeは、ブレードの力学的なイ
ンピーダンスのことである。

【００８８】ｋ₁は、ＰＺＴと平行なブレードの硬さの
ことである。

【００８９】ｋ₂は、ＰＺＴによって相対的に影響を受
けないブレードの硬さのことである。

【００９０】Ｚ_PZTは、シュンテッド（分巻き）ＰＺＴ
（Ｌ系列中のＲ）についてのＰＺＴの力学的インピーダ
ンスのことである。

【００９１】Ｋ^OC _PZTは、開回路中のＰＺＴの硬さのこ
とである。

【００９２】ｋ_ijは、ＰＺＴの電気力学的な結合係数の
ことである。

【００９３】Ｃは、締め付けられたＰＺＴの静電容量の
ことである。

【００９４】Ｌは、回路のインダクタンス値のことであ
る。

【００９５】Ｒは、減衰抵抗値のことである。

【００９６】ｓは、ラプラスパラメータｊωのことであ
る。

【００９７】

【数３】

【００９８】

【数４】

【００９９】但し、ｘ／ｘ_stは、動的増幅関数である。

【０１００】ηは、ブレード減衰である。

【０１０１】

【数５】

【０１０２】

【数６】

【０１０３】但し、ｆ_cは、ＰＺＴの平行に対するブレ
ードの合致度の分数であり、上述の計算による有限要素
分析の結果から得られ、それぞれの有限要素分析は上述
の計算の反復である。

【０１０４】ｆ_rは、ＰＺＴによって影響を受けるブレ
ードの硬さに対するＰＺＴの硬さの比であり、上述の計
算による有限要素分析の結果から得られ、それぞれの有
限要素分析は上述の計算の反復である。

【０１０５】上述の計算による有限要素分析のそれぞれ
の反復は、ｆ_cとｆ_rについての組み合わせの値を導き出
す。ｆ_c、ｆ_rの組み合わせの各々に対して、以下のＫ²
_ijとΨ² _ijが計算される。

【０１０６】

【数７】

【０１０７】

【数８】

【０１０８】Ｋ² _ijは、どの程度のシステム全体の歪み
エネルギが、電気エネルギに変換されるかを指し示す。
Ψ² _ijは、ＰＺＴがブレード部位のみを影響することに
よって、どの程度のブレード歪みが失われるのかを指し
示す。Ｋ² _ijを最大化し、同時にΨ² _ijとブレードの全重
量とを最小化することは典型的に所望されることに注目
すべきであろう。

【０１０９】Ｋ² _ijとΨ² _ijのそれぞれの組み合わせに対
して、最適なＲとＬとが以下の数式を用いて計算され
る。またγとαの最適値も以下の通りである。

【０１１０】

【数９】

【０１１１】

【数１０】

【０１１２】

【数１１】

【０１１３】

【数１２】

【０１１４】但し、νは、開回路におけるＰＺＴを伴な
うブレードの自然モード周波数（ω_n）に対する被振動
周波数（ω_s）の比である。

【０１１５】γは、振動チューニングパラメータであ
り、Ｒは抵抗値、ＣはクランプされたＰＺＴの静電容量
値、ω_nは自然モード周波数をそれぞれ示す。

【０１１６】αは、自然モード周波数（ω_n）に対する
電気的共振周波数（ω_e＝１／（ＬＣ）^1/2）の比であ
る。

【０１１７】従って、ｘ／ｘ_stの数式、すなわち動的増
幅関数、を用いて、Ｋ² _ijとΨ² _ijの組み合わせによって
与えられる振動ストレスの減少量と、それらに連関する
最適なＲとＬの値とは、計算される。動的増幅関数は、
所定の過振のための周波数の関数として、ブレードにお
ける合計のストレスの示度を与える。

【０１１８】上述の好ましい方法は、ブレードへ結合さ
れるＰＺＴ構成体の減衰装置と実験的なファンブレード
とを含む実施形態のための最適な予測パラメータ値が得
られるように用いることである。そして、実験により最
適値は、経験的に決められ、予測値と経験的に決められ
た値は、以下の通りである。

【０１１９】ナストラン（ＮＡＳＴＲＡＮ）有限要素分
析より：ｆ_c＝０．５３６ｆ_r＝０．６３３この実施形態に用いられるＰＺＴ５Ａのための適切なｋ
_ij結合定数：ｋ₃₁＝−０．３４上述の好ましいプロセスにて用いる最適な予測値：Ｌ＝３．８４ヘンリーＲ＝８２５オーム η（ν＝１）＝０．０７０経験的に決められた最適な値：Ｒ＝７０８オームＬ＝３．７８〜３．８５ヘンリーブレード減衰（損失係数）：０．０８〜０．０９予測値と経験的に決められる値との間の近接は、以下の
ことを指し示している。すなわち、減衰は、分析とコン
ピュータのモデル計算とによって精度よく予測できるこ
とと、減衰の最適化は、特有な配置手順を介した最小の
重量、大きさと厚みのＰＺＴによって得ることができる
こととである。

【０１２０】予測値よりも多少大きいことの理由は、Ｐ
ＺＴが縦方向と、微小ながら、横方向にも伸張され続け
ているからである。それゆえに、ｋ₃₁結合定数を効果的
に増加し得るｄ₃₁とｄ₃₂との構成体がある。このこと
は、増加傾向の効果的な減衰を導く。受動的な減衰が明
らかにされる一方、本発明の減衰もまた、能動的な制御
機構に使用されることもできて、その制御機構は、例え
ば、振動センサが振動を検出し、その検出された振動に
対する歪みを誘導するように電圧をコンバータ構成体に
形成する制御回路である。能動的な制御機構はセンサ、
単一のプロセッサ、作動機と電源を一般的に求める。し
かしながら能動的な実施形態は、受動的な実施形態によ
って求められるほど多量のコンバータ構成体を必要とし
ない。

【０１２１】最終的に、エネルギ変換装置がコンバータ
構成体のみを含む必要があることは当業者にとって明白
であろう。

【０１２２】コンバータ構成体は、さまざまな適切な物
質を含んでもよい。このことは、圧電性物質、圧磁性物
質、強誘電物質や磁わい性物質として一般的に称されて
いるタイプの物質を含むが、これらに限定されるもので
はない。圧電性タイプの物質に関して特記すべきもの
は、鉛ジルコニウムチタン（ＰＺＴ）と、クォーツ、有
機化合物、トーメリン（ｔｏｒｍｅｌｉｎｅ）、ポリビ
ニルインデンフロライド（ＰＶＤＦ）のような複合体と
を含む圧電セラミックである。

【０１２３】本発明はファンブレードに用いるための実
施形態に関して開示するのであるが、本発明は、振動ス
トレスを被るさまざまなターボ機械構成体への一般的な
適用性を有し、大きな定常状態ストレスに耐性を有する
必要のある構成体への使用に特有の効果を与える。大き
な定常状態ストレスを有する構成体は、回転翼型ばかり
に限定するものでなくベーンと、ナセルと、エンジンの
空気処理表面を与える他の構成体をも含み、このベーン
はガス流路の速度のための大きなストレスを有する。

【０１２４】固有な実施形態に言及して固有な発明を開
示してきたが、この説明は限定する意味合いでなく、例
示的な意味合いである。下記の請求の範囲に記載されて
いるような、本発明の技術思想を逸脱しない範囲内にお
いて、上述の実施形態のさまざまな変更や同様に本発明
の付加的な実施形態も、当業者にとっては明白なことで
ある。それゆえに、下記の請求の範囲が本発明の技術的
思想の範囲内にあるようなさまざまな変更や実施形態を
網羅することは予期される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に用いられ得る１つの型式の圧
電構成体と電導体に関する概略図である。

【図２】図２は、本発明に用いられ得る別の型式の圧電
構成体と電導体に関する概略図である。

【図３】図３は、図２の型式の圧電構成体のスタックで
ある。

【図４】図４は、本発明に用いられ得る別の型式の圧電
構成体と電導体に関する概略図である。

【図５】図５の（Ａ）は、本発明を用いることのできる
ガスタービンエンジンの切り開き部分を含む概略図であ
り、図５の（Ｂ）は、本発明に用いられ得る１以上の減
衰装置を備えるファンブレードを有したファンセクショ
ンの一部分の概略図である。

【図６】図６の（Ａ）は、図５の（Ｂ）のブレードに関
する１つの可能な振動モードを表わす概略図であり、図
６の（Ｂ）は、翼型曲げを表わす概略図であり、さら
に、図６の（Ｃ）は、翼型捩れを表わす概略図である。

【図７】図７は、図５の（Ｂ）に係る本発明の減衰装置
の第１の実施形態の概略図である。

【図８】図８は、図７の減衰装置のエネルギ変換装置と
ブレードの図７の８−８線に係る断面図である。

【図９】図９は、図７の減衰装置の電導体と接続部を表
わす概念図である。

【図１０】図１０は、図７のエネルギ変換装置の別の実
施形態と図７のブレードの図７の８−８線に係る断面図
である。

【図１１】図１１は、図１０のエネルギ変換装置の一部
分の断面図である。

【図１２】図１２は、図１０のエネルギ変換装置に用い
られ得る延性の電導体の概略図である。

【図１３】図１３は、図７のエネルギ変換装置の別の実
施形態の一部分の断面図である。

【図１４】図１４は、図７のエネルギ変換装置の別の実
施形態と図５の（Ｂ）のブレードの概略図である。

【図１５】図１５は、図７のエネルギ変換装置の別の実
施形態と図５の（Ｂ）のブレードの概略図である。

【図１６】図１６は、図１５のエネルギ変換装置の一部
分の概略図である。

【図１７】図１７は、図１５のエネルギ変換装置の一部
分と図１５のブレードの１７−１７線の係る断面図であ
る。

【図１８】図１８は、図１５のエネルギ変換装置の一部
分と図１５のブレードの１８−１８線の係る断面図であ
る。

【図１９】図１９は、図７のエネルギ変換装置の別の実
施形態と図５の（Ｂ）のブレードの別の実施形態の断面
図である。

【図２０】図２０は、図１９のエネルギ変換装置と図５
の（Ｂ）のブレードの別の実施形態の断面図である。

【図２１】図２１は、図７のエネルギ変換装置と図５の
（Ｂ）のブレードの別の実施形態の断面図である。

【図２２】図２２は、シュラウドによって機械的に接続
する１対の隣接ファンブレードであり、本発明の減衰装
置の１以上の実施形態と共に示す概略図である。

【図２３】図２３は、ファンの非運転時における、図７
のエネルギ変換装置の別の実施形態と図２２のシュラウ
ドとブレードの２３−２３線に係る断面図である。

【図２４】図２４は、ファンの運転時における、図２３
のエネルギ変換装置とブレード、シュラウドの断面図で
ある。

【符号の説明】

６８…エアー８６…基部８８…ファンブレード９２…前縁９４…後縁９８…正圧サイド１０２…線１０６…放射状方向１０８…減衰装置１１０…エネルギ変換装置１１２…電気回路１１４…抵抗体１１６…コンバータ構成体１１８…保持装置１２０…電導体１２１…隙間１２２ａ…電導体１２２ｂ…電導体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者デイヴィドディー．ペアソンアメリカ合衆国，コネチカット，ウエストハートフォード，バーウィンロード 10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高定常状態を被るターボ機械構成体にお
ける振動歪みを受動的に低減し、前記振動歪みが力学的
エネルギと連関する装置であって、前記構成体に接続された力学的−電磁気学的エネルギ変
換装置を有し、前記エネルギ変換装置は、前記構成体の振動歪みと連関
する力学的エネルギを受容し、この力学的エネルギから前記電磁気学エネルギを生成
し、前記エネルギ変換装置に電磁気学的に接続された電磁気
学的回路を有し、前記電磁気学的回路は、前記エネルギ変換装置から電磁
気学的エネルギを受容し、そしてそれを放散することを特徴とする振動減衰装置。
【請求項２】前記ターボ機械のエンジンは、ガス流路
を有し、前記構成体は、ガス流路のための気体処理表面を含むこ
とを特徴とする請求項１記載の振動減衰装置。
【請求項３】前記構成体は、翼型であることを特徴と
する請求項１記載の振動減衰装置。
【請求項４】前記構成体は、回転翼型であることを特
徴とする請求項１記載の振動減衰装置。
【請求項５】前記電磁気学的回路は、電気回路と前記
力学的−電磁気学的エネルギ変換装置の電磁気学的な接
続を含み、前記電気回路は、電気的な接続を含むことを特徴とする
請求項１記載の振動減衰装置。
【請求項６】前記力学的−電磁気学的エネルギ変換装
置は、圧電物質を含むことを特徴とする請求項１記載の
振動減衰装置。
【請求項７】前記電磁気学的エネルギは、電気的に放
散されることを特徴とする請求項１記載の振動減衰装
置。
【請求項８】前記力学的−電磁気学的エネルギ変換装
置は、前記構成体へ固定するに先立って位置合わせをす
ることを特徴とする請求項１記載の振動減衰装置。
【請求項９】前記構成体は、面部分を有し、前記力学的−電磁気学的エネルギ変換装置は、前記面部
分に固定されることを特徴とする請求項１記載の振動減
衰装置。
【請求項１０】前記ターボ機械は、ガス流路を有し、前記力学的−電磁気学的エネルギ変換装置は、前記ガス
流路以外の前記面部分へ固定されることを特徴とする請
求項９記載の振動減衰装置。
【請求項１１】前記構成体は、シュラウドを有する翼
型であり、前記力学的−電磁気学的エネルギ変換装置は、前記シュ
ラウドへ固定されることを特徴とする請求項１記載の振
動減衰装置。
【請求項１２】前記構成体は、一体性の保持装置を有
し、前記力学的−電磁気学的エネルギ変換装置は前記保持装
置内に配置されることを特徴とする請求項１記載の振動
減衰装置。
【請求項１３】前記力学的−電磁気学的エネルギ変換
装置は、前記構成体へ固定される端部を有する保持装置
を含み、前記保持装置は、前記端部を初めに介して力学的エネル
ギを受容することを特徴とする請求項１記載の振動減衰
装置。
【請求項１４】前記力学的−電磁気学的エネルギ変換
装置は、シート状形状を備える変換構成体を含むことを
特徴とする請求項１記載の振動減衰装置。
【請求項１５】前記力学的−電磁気学的エネルギ変換
装置は、複数のスタックに形成される変換構成体を含む
ことを特徴とする請求項１記載の振動減衰装置。
【請求項１６】前記力学的−電磁気学的エネルギ変換
装置は、粘弾性物質を含み、前記力学的−電磁気学的エネルギ変換装置は、前記粘弾
性物質を介して前記構成体から力学的エネルギを受容す
ることを特徴とする請求項１記載の振動減衰装置。
【請求項１７】前記力学的−電磁気学的エネルギ変換
装置は、圧縮力を与えられて前記構成体へ固定されるこ
とを特徴とする請求項１記載の振動減衰装置。
【請求項１８】前記圧縮力は、前記構成体を曲げるよ
うに前記構成体へ力を形成することを含み、このようにして、前記力学的−電磁気学的エネルギ変換
装置は、前記構成体へ固定され、さらに、前記力は取り除かれることを特徴とする請求項
１７記載の振動減衰装置。
【請求項１９】前記構成体が高定常状態ストレスにさ
らされるときに、前記力学的−電磁気学的エネルギ変換
装置は、圧縮力を与えられて前記構成体を固定されるこ
とを特徴とする請求項１記載の振動減衰装置。
【請求項２０】前記力学的−電磁気学的エネルギ変換
装置は、前記構成体へ固定されるに先立って実質的に位
置合わせされ、前記力学的−電磁気学的エネルギ変換装置は、シート状
形状を備えた変換構成体を含み、前記力学的−電磁気学的エネルギ変換装置は、圧縮力を
与えられて前記構成体へ固定されることを特徴とする請
求項４記載の振動減衰装置。
【請求項２１】前記構成体は、一体性の保持装置を有
し、前記力学的−電磁気学的エネルギ変換装置は、前記保持
装置内に位置し、前記力学的−電磁気学的エネルギ変換装置は、スタック
に形成される複数の変換構成体を含み、前記力学的−電磁気学的エネルギ変換装置は、圧縮力を
与えられて前記構成体へ固定されることを特徴とする請
求項４記載の振動減衰装置。
【請求項２２】前記電磁気学的回路は、電気回路と前
記力学的−電磁気学的エネルギ変換装置の電磁気学的な
接続とを含み、前記電気回路は、電気結合を含み、前記力学的−電磁気学的エネルギ変換装置は、圧電物質
を含み、前記構成体は、面部分を有し、前記力学的−電磁気学的エネルギ変換装置は、前記面部
分に固定され、前記構成体が高定常状態ストレスにさらされるときに、
前記力学的−電磁気学的エネルギ変換装置は、圧縮力を
与えられて前記構成体を固定されることを特徴とする請
求項４記載の振動減衰装置。
【請求項２３】高定常状態を被るターボ機械構成体に
おける振動歪みを受動的に低減し、前記振動歪みが力学
的エネルギと連関する方法であって、前記構成体に力学的に接続された力学的−電磁気学的エ
ネルギ変換装置を有し、前記エネルギ変換装置は、前記構成体の振動歪みと連関
する力学的エネルギを受容し、前記エネルギ変換装置は、前記力学的エネルギから前記
電磁気学エネルギを生成し、前記エネルギ変換装置に電磁気学的に接続された電磁気
学的回路を有し、前記電磁気学的回路は、前記エネルギ変換装置から電磁
気学的エネルギを受容し、そしてそれを放散することを特徴とする振動減衰方法。
【請求項２４】高定常状態を被るターボ機械構成体に
おける振動歪みを低減し、前記構成体は面部分を有し、
前記振動歪みが力学的エネルギと連関する装置であっ
て、前記構成体の面部分に力学的に接続された力学的−電磁
気学的エネルギ変換装置を有し、前記エネルギ変換装置は、前記構成体の振動歪みと連関
する力学的エネルギを受容し、前記エネルギ変換装置は、前記力学的エネルギから前記
電磁気学エネルギを生成し、前記エネルギ変換装置へ電磁気学的に接続された電磁気
学的回路を有し、前記電磁気学的回路は、前記エネルギ変換装置から電磁
気学的エネルギを受容し、そしてそれを放散することを特徴とする振動減衰装置。
【請求項２５】前記ターボ機械のエンジンは、ガス流
路を有し、前記構成体は、ガス流路のための気体処理表面を含むこ
とを特徴とする請求項２４記載の振動減衰装置。
【請求項２６】前記構成体は、翼型であることを特徴
とする請求項２４記載の振動減衰装置。
【請求項２７】前記構成体は、回転翼型であることを
特徴とする請求項２４記載の振動減衰装置。
【請求項２８】前記電磁気学的回路は、電気回路と前
記力学的−電磁気学的エネルギ変換装置の電磁気学的な
接続を含み、前記電気回路は、電気的結合を含むことを
特徴とする請求項２４記載の振動減衰装置。
【請求項２９】前記力学的−電磁気学的エネルギ変換
装置は、圧電物質を含むことを特徴とする請求項２４記
載の振動減衰装置。
【請求項３０】前記電磁気学的エネルギは、電気的に
放散されることを特徴とする請求項２４記載の振動減衰
装置。
【請求項３１】前記力学的−電磁気学的エネルギ変換
装置は、前記構成体へ固定するに先立って位置合わせを
することを特徴とする請求項２４記載の振動減衰装置。
【請求項３２】前記構成体は、面部分を有し、前記力学的−電磁気学的エネルギ変換装置は、前記面部
分に固定されることを特徴とする請求項２４記載の振動
減衰装置。
【請求項３３】前記ターボ機械は、ガス流路を有し、前記力学的−電磁気学的エネルギ変換装置は、前記ガス
流路以外の前記面部分へ固定されることを特徴とする請
求項３２記載の振動減衰装置。
【請求項３４】前記構成体は、シュラウドを有する翼
型であり、前記力学的−電磁気学的エネルギ変換装置は、前記シュ
ラウドへ固定されることを特徴とする請求項２４記載の
振動減衰装置。
【請求項３５】前記構成体は、一体性の保持装置を有
し、前記力学的−電磁気学的エネルギ変換装置は、前記保持
装置内に配置されることを特徴とする請求項２４記載の
振動減衰装置。
【請求項３６】前記力学的−電磁気学的エネルギ変換
装置は、前記構成体へ固定される端部を有する保持装置
を含み、前記保持装置は、前記端部を初めに介して力学的エネル
ギを受容することを特徴とする請求項２４記載の振動減
衰装置。
【請求項３７】前記力学的−電磁気学的エネルギ変換
装置は、シート状形状を備える変換構成体を含むことを
特徴とする請求項２４記載の振動減衰装置。
【請求項３８】前記力学的−電磁気学的エネルギ変換
装置は、複数のスタックに形成される変換構成体を含む
ことを特徴とする請求項２４記載の振動減衰装置。
【請求項３９】前記力学的−電磁気学的エネルギ変換
装置は、粘弾性物質を含み、前記力学的−電磁気学的エネルギ変換装置は、前記粘弾
性物質を介して前記構成体から力学的エネルギを受容す
ることを特徴とする請求項２４記載の振動減衰装置。
【請求項４０】前記力学的−電磁気学的エネルギ変換
装置は、圧縮力を与えられて前記構成体へ固定されるこ
とを特徴とする請求項２４記載の振動減衰装置。
【請求項４１】前記圧縮力は、前記構成体を曲げるよ
うに前記構成体へ力を形成することを含み、このようにして、前記力学的−電磁気学的エネルギ変換
装置は、前記構成体へ固定され、さらに、前記力は、取り除かれることを特徴とする請求
項４０記載の振動減衰装置。
【請求項４２】前記構成体が高定常状態ストレスにさ
らされるときに、前記力学的−電磁気学的エネルギ変換
装置は、圧縮力を与えられて前記構成体を固定されるこ
とを特徴とする請求項２４記載の振動減衰装置。
【請求項４３】前記力学的−電磁気学的エネルギ変換
装置は、前記構成体へ固定されるに先立って実質的に位
置合わせされ、前記力学的−電磁気学的エネルギ変換装置は、シート状
形状を備えた変換構成体を含み、前記力学的−電磁気学的エネルギ変換装置は、前記エネ
ルギ変換装置自身へ圧縮力を与えるような方策によって
前記構成体へ固定されることを特徴とする請求項２７記
載の振動減衰装置。
【請求項４４】前記構成体は、一体性の保持装置を有
し、前記力学的−電磁気学的エネルギ変換装置は、前記保持
装置内に位置し、前記力学的−電磁気学的エネルギ変換装置は、スタック
に形成される複数の変換構成体を含み、前記力学的−電磁気学的エネルギ変換装置は、圧縮力を
与えられて前記構成体へ固定されることを特徴とする請
求項２７記載の振動減衰装置。
【請求項４５】前記電磁気学的回路は、電気回路と前
記力学的−電磁気学的エネルギ変換装置の電磁気学的な
接続とを含み、前記電気回路は、電気結合を含み、前記力学的−電磁気学的エネルギ変換装置は、圧電物質
を含み、前記構成体は、面部分を有し、前記力学的−電磁気学的エネルギ変換装置は、前記面部
分に固定され、前記構成体が高定常状態ストレスにさらされるときに、
前記力学的−電磁気学的エネルギ変換装置は、圧縮力を
与えられて前記構成体を固定されることを特徴とする請
求項２７記載の振動減衰装置。
【請求項４６】高定常状態を被るターボ機械構成体に
おける振動歪みを低減し、前記振動歪みが力学的エネル
ギと連関する方法であって、前記構成体に力学的に接続された力学的−電磁気学的エ
ネルギ変換装置を有し、前記エネルギ変換装置は、前記構成体の振動歪みと連関
する力学的エネルギを受容し、前記エネルギ変換装置は、前記力学的エネルギから前記
電磁気学エネルギを生成し、前記エネルギ変換装置に電磁気学的に接続された電磁気
学的回路は、前記電磁気学的回路は、前記エネルギ変換装置から電磁
気学的エネルギを受容し、そしてそれを放散することを特徴とする振動減衰方法。