JPS59229002A - 回転部品 - Google Patents

回転部品

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JPS59229002A
JPS59229002A JP59073130A JP7313084A JPS59229002A JP S59229002 A JPS59229002 A JP S59229002A JP 59073130 A JP59073130 A JP 59073130A JP 7313084 A JP7313084 A JP 7313084A JP S59229002 A JPS59229002 A JP S59229002A
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dovetail
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braking
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aerodynamic
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デイエサ−・エウセビオ・カレノ
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General Electric Co
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/30—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • F01D5/3007—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of axial insertion type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/16—Form or construction for counteracting blade vibration
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S416/00—Fluid reaction surfaces, i.e. impellers
    • Y10S416/50—Vibration damping features

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)

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】 明　　の　　背　　景 この発明は回転機械、更に具体的に云えば回転自在の車
輪の周辺にばち形キーによって支持された羽根を持つ形
式の回転機械に関する。
軸流圧縮機及びタービンでは、車輪のあり溝孔にはめ合
せることの出来るばち形キーで構成された一体の集成体
に、それから半径方向外向きに伸びる片持ちの羽根又は
パケットを形成するのが普通である。片持ちの羽根とば
ち形キーの接続箇所に応力集中が起ることがあり、これ
はひず割れの開始や、極端な場合は、集成体の破損を招
くことがある。この応力集中は、ばち形キーを車輪にし
っかりと固定したこと）合せて、１つの振動モード、例
えば基本撮動モードで振動する羽根の撓みによる曲げに
帰因するものと云うことが出来る。
或、る回転装置では、羽根を噛合せて、その共振振動数
を変えるか或いは振動を減衰させる為に、大きな羽根に
噛合さる先端、結合線又は翼幅の中央のシュラウドを用
いるのが普通である。
回転翼の動特性は、寸法通りの機能的な原型を組立て）
試験した後でなければ、十分に特定することが出来ない
場合が多いから、設計段階で振動の問題を予測すること
は、不可能ではないとしても、極めて困難である。こう
いう段階で振動の問題を補正することは非常に高価につ
く。更に、羽根の疲労がさし迫っていることは典型的に
は周期の長い疲労事象であって、装置を長期間運転り゛
るまでは明らかにならないことがある。何年も運転する
才で、羽根のびず割れがさし迫っている問題が発見され
ないことが有り得る。
噛合せる先端、線、シュラウド及びその他の手法を含む
可能な幾つかの固定手段は、高価であって遅れを伴うだ
けでなく、効率の悪さや動力出力の低下を招き、それが
この羽根を持つ装置の定められた空気力学的な特性を悪
くする。
他の解決策として、例えば羽根を着脱自在にすることが
ある。これは円弧セグメントを精密加工しても、取付け
られたばち形キーの荷重が一様でなくなることがある。
着脱、自在の羽根は、伸出す羽根の台部の間の封じに問
題を招くことがあり、それが圧縮機の効率を下げること
がある。
明　　の　　目　　的 従って１、この発明の目的は、従来の欠点を解決する羽
根及びばち形キー装置を提供することである。
この発明の別の目的は、振動に由来する応力を減少し、
並びに／又は振動モード及びその固有振動数を変える為
にばち形キー領域に選択可能な可撓性を持つ羽根とばち
形キーを提供することである。
この発明の別の目的は、あり溝孔によるばち形キーの機
械的な支持を選択的に減少することにより、羽根の根元
とばち形キーの比較的しっかりした接続部に於けるひず
割れがさし迫る慣れを小さくすることである。
この発明の別の目的゛は、ばち形台部の振動を制動する
装置を提供することである。
この発明の別の目的は、ばち形台部の振動運動を制動す
る為に、ばち形台部と摩擦接触する様に押圧された制動
錘を提供することである。
明　　の　　　　　　・ この発明の１実施態様では、回転部品が、車輪と、該車
輪の面に設けられた複数個のあり溝孔と、各々ばち形キ
ー及び片持ちの空気力学部分を持っていて、車輪から半
径方向外向きに空気力学部分を片持ち支持する為に、ば
ち形キーをあり溝孔にはめ合せることが出来る様にした
複数個の回転翼と、あり溝孔にあるばち形キーの支持作
用を変える手段とを有し、こうして回転翼の応力を修正
する。
この発明の上記並びにその他の目的、特徴及び利点は、
以下図面について説明する所から明らかになろう。図面
全体にわたり、同じ部分には同じ参照数字を用いている
。
実　　施　　例　　の　　記　　載 この発明は片持ちの羽根をばち形キーによって中輪に支
持させる任意の適当な装置に用いることが出来るが、具
体的に説明する為、こ）ではガスタービン軸流圧縮機の
１段に用いる例を説明する。
使われる若干の用語を別にすれば、この発明は全体的に
こういう形式の伯の装置にも同じ様に使うことが出来る
。
第１図には従来の圧縮機の１段の一部分が全体的に１０
で示されている。車輪１２の周辺にはあり溝孔１４が加
工されている。複数個の回転翼１６が、夫々のあり溝孔
１４に正確にはめ合せることの出来るばち形キー１８を
持っている。空気力学部分２０が一般的にはばち形キー
１８と一体に形成される。
普通、ばち形キー１８はあり溝孔１４より短い。
ばち形キー１８に対応する断面を持つスペーサ°２２．
２４をばち形キー１８の両端で、あり溝孔１４に挿入す
る。スペーサ２２．２４は、例えばかしめ（図に示して
ない）の様な任意の普通の手段により、あり溝孔１４に
固定され、こうしてばち形キー１８を縦方向に拘束する
。
第２図には、回転翼１６が、実線で示した平衡位置と、
破線で著しく誇張して示した極限の位置との間を基本振
動モードで撮動する空気力学部分を持つことが示されて
いる。ばち形キー１８はあり溝孔１４とのはめ合せによ
り、車輪１２に対して比較的しっかりと固定されたま５
でいる。この為、空気力学部分２０の振動による応力が
、この空気力学部分２０がばち形キー１８と接続される
根元２６に集中する傾向がある。この為、根元２６はひ
望割れの開始点になりそうな箇所であり、これがひず割
れ２８となる。
こ）で再び第１図について説明すると、ひ望割れの開始
は、翼幅の中心３０の近辺、又は空気力学部分２０がば
ち形キー１８と接続される空気力学部分２０の１端又は
両端３２で最も起り易いことが、解析及び経験から判っ
た。
第３図には、翼幅の中心３０に於ける応力集中を軽減す
ることを目的としたこの発明の実施例が示されている。
空気力学部分２０が、端部３８．４０を結合するくりぬ
き部分３６を持つ変形のばち形キー３４に結合される。
くりぬき部分３６は、台部領域４２があり溝孔１４から
受ける支持作用が、全面的に支持される端部３８．４０
に較べて、実質的に小ざくなる様に、空気力学部分２０
に対する支持作用を減らす。空気力学部分２０の翼幅の
中心３０に対する支持作用を減らすことにより、根元２
６に於ける応力の分布、空気力学部分２０のモードを含
めた動的な応答、共振及び固有振動数を変えることが出
来る。くりぬき部分３６で除去する材料の位置及び量を
選択的に選ぶことにより、根元２６に於ける応力分布パ
ターンは、応カバターンを均一にして、こうしてひず割
れが開始する惧れを小さくする様に、調整することが出
来る。この発明が回転１１１６の動的な応答を変更し又
は調整することが出来ることにより、最大応力点が発生
する場所を、その影響があっても差支えない領域に移す
ことが出来る。更に、翼の動的な応答の振動数を変える
ことが出来る様にすることにより、この発明は他の場合
には回転翼１６を励振する惧れのある機械的な共振を避
けることが出来る。
第４図に示すこの発明の実施例を用いて、空気力学部分
２０の両端３２ふ変形のばち形キー４４との接続箇所で
過大な応力が発生すると思われる場合、回転翼１６′の
応力を調整することが出来る。この実施例では、第１及
び第２のくりぬき部分４６・、４８が、空気力学部分２
００両端３２の下で空気力学部分２０に対する支持作用
を減らす。
前の実施例と同じく、特定の１箇所又は更に多くの箇所
で支持作用、を減らすことにより、応力分布を調整して
、その一様性を改善することが出来る。
勿論、第３図及び第４図の実施例は特別の場合に組合せ
ることが出来る。即ち、ばち形キーの１端で端をくりぬ
いた部分を持ち、他端ではくりぬき部分を用いずに、同
じばち形キーに中心をくりぬいた部分を使うことが出来
る。
第５図には空気力学部分２０の根元に於ける応力分布を
変更すると共に振動を減らす別の装置が示されている。
・第３図又は第４図のくりぬき領域で、あり溝孔１４に
第１及び第２の制動質量５０゜５２を配置する。制動質
量５０．５２は遠心力によって半径方向外向きに押され
、あり溝孔１４の周辺の面５４．５６と摩擦接触すると
共に、台部領域４２の而５８．６０と摩擦接触する。空
気力学部分２０の振動によって台部領域４２が回転する
と、面５８．６０との厚縁接触により、台部領域４２に
摩−擦損失が発生する。ヌに、而５４．５６とそれに接
するあり溝孔１４の領域との間の摩擦接触により、更に
摩擦損失が得られる。勿論、摩擦質量５０．５２は、第
６図に示す様に、第３図の実施例に用い１もよいし、第
７図に示す様に、第４図の実施例に用いてもよい。
第８図について説明すると、空気力学部分２０の運動エ
ネルギの所望の損失が得られる様に、成る場合には、一
体の制動質量６２を用いることが出来る。
第９図には非対称制動特性を持つこの発明の実施例が示
されている。この実施例では、変形のばち形キー６４の
一部分だりをくりぬいて、制動錘６６を受入れる様にし
、この錘は遠心力により、変形のばち形キー６４の面６
８及びあり溝孔１４の面６０に押付けられる。当業者で
あれば、変形のばち形キー６４によって空気力学部分２
０が持つ様にするスチフネスは、空気力学部分２０の２
つの横方向の運動で異なる。この為、この様な非対称の
制動が望ましい場合、第９図の実施例を用いることが出
来る。
第１０図には、変形のばち形キー７２が制動錘７４を受
入れるくりぬき部分を持つこの発明の別の実施例が示さ
れている。
当業者であれば、この発明の範囲内で、制動鍾と内の他
の部分との間にこめ他の形及び界面を用ｊ いることが考えられよう。
この発明の特定の好ましい実施例を図面につぃて説明し
たが、この発明はこれらの実施例そのものに制約される
のではなく、当業者であれば、この発明の範囲内で種々
の変更を加えることが出来ることを承知されたい。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の圧縮機の１段を部分的に分解した斜視図
、第２図は第１図の線ＩＩ−ＩＩで切った断面図であっ
て、この発明で解決しようとする問題を例示している。 第３図はこの発明の１実施例による変形のばち形キーを
持つ回転翼の一部分の斜視図、第４図はこの発明の２番
目の実施例による回転翼の一部分及びそれに関連したス
ペーサの斜視図、第５図はこの発明の１実施例による１
対の制動質量を持つ変形のばち形キーの断面図、第６図
は中心位置に制動質量を持つ回転翼の側面図、第７図は
末端位置に制動質量を持つ回転翼の側面図、第８図は一
体の制動質量を持つこの発明の別の実施例の断面図、第
９図は空気力学部分に対して非対称の制動作用及び支持
作用を持つ変形のばち形キー及び１個の制動質量の断面
図、第１０図は非対称の支持作用及び制動作用をするこ
の発明の別の実施例を示す断面図である。 主な符号の説明 １２：車輪、 １４：あり溝孔、 １８：ばち坦キー、 ２０：空気力学部分、 ３６：くりぬき部分。 特許出願人

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）車輪と、該車輪の面に設けられた複数個のあり溝孔
    と、各々ばち形キー並びに片持ちの空気力学部分を持つ
    複数個の回転翼とを有し、前記（ｆち形キーは前記あり
    溝、孔にはめて前記空気力学部分を前記車輪から半径方
    向外向きに片持ち支持することが出来る様になっており
    、更に、前記あり溝孔によるばち形キーの支持作用を変
    える手段を有し、こうして前記回転翼の応力を修正する
    様にした回転部品。 ２、特許請求の範囲１）に記載した回転部品に於て、前
    記支持作用を変える手段が前記ばち形キーのくり“ぬき
    部分を含んでいる回転部品。 ３）特許請求の範囲２）に記載した回転部品に於て、前
    記くりぬき部分が前記ばち形キーの中心部分を含んでお
    り、前記くりぬき部分は前記空気力学部分の根元に取付
    けられた台部領域を残す様になっている回転部品。 ４）特許請求の範囲２）に記載した回転部品に於て、前
    記くりぬき部分がばち形キーの少なくとも１端部分を含
    み、前記くりぬき部分は前記空気力学部分の根元に取付
    けられた台部領域を残す様にした回転部品。 ５）特許請求の範囲２）に記載した回転部品に於て、前
    記支持作用を変える手段が、前記くりぬき部分に隣接し
    て前記あり溝孔にはめ合せることの出来る少なくとも１
    つの制動質量を含んでおり、該制動質量は前記回転翼の
    少なくとも一部分の運動を摩擦制動する手段を含んでい
    る回転部品。 ６）特許請求の範囲５）に記載した回転部品に於て、前
    記少なくとも１つの制動質量が前記あり溝孔の前記くり
    ぬき部分に対称的に配置される第１及び第２の制動質量
    を含んでいる回転部品。 ７）特許請求の範囲５）に記載した回転部品に於て、前
    記少なくとも１つの制動質量が前記あり溝孔の前記くり
    ぬき部分に対称的に配置された１つの制動質量だけを含
    んでいる回転部品。 ８）特許請求の範囲５）に記載した回転部品に於て、前
    記くりぬき部分が前記ばち形キーの縦軸線に対して非対
    称であり、前記少なくとも丁つの制動質量が前記あり溝
    孔のくりぬき部分に非対称に配置された１つの制動質量
    だけを含んでおり、前記くりぬき部分及び前記制動質量
    の配置が非対称であることが、前記回転翼の運動を第１
    の方向では第２の方向とは異なる形で制動する作用を持
    つ様にした回転部品。
JP59073130A 1983-04-14 1984-04-13 回転部品 Granted JPS59229002A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US484882 1983-04-14
US06/484,882 US4480957A (en) 1983-04-14 1983-04-14 Dynamic response modification and stress reduction in dovetail and blade assembly

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59229002A true JPS59229002A (ja) 1984-12-22
JPH0423085B2 JPH0423085B2 (ja) 1992-04-21

Family

ID=23926022

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JP59073130A Granted JPS59229002A (ja) 1983-04-14 1984-04-13 回転部品

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US (1) US4480957A (ja)
JP (1) JPS59229002A (ja)
CH (1) CH664602A5 (ja)
DE (1) DE3413162A1 (ja)
FR (1) FR2544381B1 (ja)
GB (1) GB2138078B (ja)
IT (1) IT1178467B (ja)
NO (1) NO161818C (ja)

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