KR20230141568A - 에어포일에 사용하기 위한 진동 감쇠 조립체 - Google Patents

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KR20230141568A
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카롤 필립 레스친스키
프르제미슬로 미첼 자쿠브자크
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제너럴 일렉트릭 캄파니
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Abstract

진동 감쇠 조립체(100), 터보기계 에어포일(70), 및 배기 디퓨저(34)가 제공된다. 진동 감쇠 조립체(100)는 터보기계 구성요소(예: 배기 디퓨저(34)의 보조 스트럿(70))에 결합된 적어도 하나의 핀을 포함한다. 적어도 하나의 핀(104)은 핀 몸체(112) 및 핀 몸체(112)에 결합된 디스크(114)를 갖는다. 진동 감쇠 조립체는 디스크(114)와 터보기계 구성요소(70) 사이에 배치된 적어도 하나의 플레이트(102)를 더 포함한다. 적어도 하나의 플레이트(102)는 디스크(114)와 터보기계 구성요소(70) 사이에서 적어도 하나의 핀(104)에 대해 그리고 터보기계 구성요소(70)에 대해 이동 가능하여 터보기계 구성요소(70)에 의해 경험되는 진동을 감쇠시킨다.

Description

에어포일에 사용하기 위한 진동 감쇠 조립체{VIBRATIONAL DAMPING ASSEMBLY FOR USE IN AN AIRFOIL}
우선권 진술
본 출원은 2022년 3월 31일자로 출원된 폴란드 특허 출원 제P.440813호에 대한 우선권을 주장하며, 이는 그 전체가 본원에 참조로서 포함된다.
기술분야
본 개시는 일반적으로 터보기계의 에어포일에서의 주파수 완화에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시는 터보기계 배기 디퓨저의 에어포일 내의 주파수 진동을 완화시키기 위한 장치에 관한 것이다.
터보기계는 에너지 전달 목적을 위해 다양한 산업 및 응용에 활용된다. 예를 들어, 가스 터빈 엔진은, 일반적으로, 압축기 섹션, 연소 섹션, 터빈 섹션, 및 배기 섹션을 포함한다. 압축기 섹션은 가스 터빈 엔진으로 들어가는 작동 유체의 압력을 점진적으로 증가시키고, 이러한 압축된 작동 유체를 연소 섹션에 공급한다. 압축된 작동 유체와 연료(예: 천연 가스)는 연소 섹션 내에서 혼합되고 연소 챔버 내에서 연소되어 고압 및 고온 연소 가스를 생성한다. 연소 가스는 연소 섹션으로부터 터빈 섹션 내로 유동하여 거기서 팽창하여 일을 생성한다. 예를 들어, 터빈 섹션 내에서의 연소 가스의 팽창은, 예를 들어 발전기에 연결된 회전자 샤프트를 회전시켜 전기를 생산할 수 있다. 그 다음, 연소 가스는 터빈 섹션의 하류에 위치한 배기 디퓨저를 통해 터빈 섹션으로부터 배출된다.
배기 디퓨저는 통상적으로 내부 쉘 및, 내부 쉘로부터 반경방향으로 분리되는 외부 쉘을 포함하여 디퓨저를 통한 배기 유동 통로를 형성한다. 하나 이상의 일반적으로 에어포일 형상의 디퓨저 스트럿은 배기 유동 통로 내의 내부 및 외부 쉘 사이에서 연장되어 외부 쉘 및/또는 샤프트를 지지하는 후미 베어링에 구조적 지지를 제공한다.
통상적인 전력 발생 터보기계는 막대한 전력 출력이 가능하므로, 따라서 수요를 충족시키기 위해 부분적으로 또는 부분적 부하에서 종종 작동된다. 그러나, 부분적으로 또는 부분적 부하에서 작동하는 것은, 시간에 따라 에어포일 형상의 디퓨저 스트럿에 손상을 유발하거나 터보기계의 셧다운을 초래할 수 있는 배기 디퓨저 내의 주파수 진동(즉, 압력 맥동)을 초래할 수 있다.
따라서, 에어포일 형상의 배기 디퓨저 및/또는 전체 배기 디퓨저에 의해 경험되는 기계적 진동을 감소시키거나 제거하는 진동 감쇠 조립체가 요구되고 당업계에서 이해될 것이다.
본 발명에 따른 진동 감쇠 조립체, 터보기계 에어포일 및 배기 디퓨저의 양태 및 이점은 다음 설명에서 부분적으로 설명될 것이거나, 설명으로부터 명백해질 수 있거나, 기술의 실행을 통해 학습될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 터보기계 구성요소에 결합된 진동 감쇠 조립체가 제공된다. 진동 감쇠 조립체는 터보기계 구성요소에 결합된 적어도 하나의 핀을 포함한다. 적어도 하나의 핀은 핀 몸체 및 핀 몸체에 결합된 디스크를 갖는다. 진동 감쇠 조립체는 디스크와 터보기계 구성요소 사이에 배치된 적어도 하나의 플레이트를 더 포함한다. 적어도 하나의 플레이트는 복수의 핀에 대해 그리고 터보기계 구성요소에 대해 디스크와 터보기계 구성요소 사이에서 이동 가능하여 터보기계 구성요소에 의해 경험되는 진동을 감쇠시킨다.
다른 실시예에 따르면, 터보기계 에어포일이 제공된다. 터보기계 에어포일은 리딩 에지 및 트레일링 에지를 포함한다. 터보기계 에어포일은 리딩 에지와 트레일링 에지 사이에서 연장되는 제1 측벽 및 제2 측벽을 더 포함한다. 제1 측벽 및 제2 측벽은 터보기계 에어포일의 내부를 획정한다. 진동 감쇠 조립체는 터보기계 에어포일의 내부에 배치되고 제1 측벽 또는 제2 측벽 중 하나 또는 둘 모두에 결합된다. 진동 감쇠 조립체는 터보기계 에어포일에 결합된 적어도 하나의 핀을 포함한다. 적어도 하나의 핀은 핀 몸체 및 핀 몸체에 결합된 디스크를 갖는다. 진동 감쇠 조립체는 디스크와 터보기계 에어포일 사이에 배치된 적어도 하나의 플레이트를 더 포함한다. 적어도 하나의 플레이트는 복수의 핀에 대해 그리고 터보기계 에어포일에 대해 디스크와 터보기계 에어포일 사이에서 이동 가능하여 터보기계 에어포일이 경험하는 진동을 감쇠시킨다.
또 다른 실시예에 따르면, 배기 디퓨저가 제공된다. 배기 디퓨저는 내부 쉘 및, 내부 쉘로부터 반경방향으로 이격된 외부 쉘을 포함하여 배기 유동 통로가 그 사이에 획정된다. 배기 디퓨저는 배기 유동 통로 내에 배치되고 내부 쉘과 외부 쉘 사이에서 연장되는 하나 이상의 스트럿을 더 포함한다. 보조 에어포일은 하나 이상의 스트럿의 각각의 스트럿에 결합된다. 보조 에어포일은 리딩 에지 및 트레일링 에지를 포함한다. 보조 에어포일은 리딩 에지와 트레일링 에지 사이에서 연장되는 제1 측벽 및 제2 측벽을 더 포함한다. 제1 측벽 및 제2 측벽은 보조 에어포일의 내부를 획정한다. 진동 감쇠 조립체는 보조 에어포일의 내부에 배치되고 제1 측벽 또는 제2 측벽 중 하나에 결합된다. 진동 감쇠 조립체는 보조 에어포일에 결합된 적어도 하나의 핀을 포함한다. 적어도 하나의 핀은 핀 몸체 및 핀 몸체에 결합된 디스크를 갖는다. 진동 감쇠 조립체는 디스크와 보조 에어포일 사이에 배치된 적어도 하나의 플레이트를 더 포함한다. 적어도 하나의 플레이트는 복수의 핀에 대해 그리고 보조 에어포일에 대해 디스크와 보조 에어포일 사이에서 이동 가능하여 보조 에어포일에 의해 경험되는 진동을 감쇠시킨다.
본 발명의 진동 감쇠 조립체, 터보기계 에어포일 및 배기 디퓨저의 이들 및 다른 특징, 양태 및 이점은 다음의 설명 및 첨부된 청구범위를 참조하여 더 잘 이해될 것이다. 본 명세서에 포함되고 이의 부분을 구성하는 첨부 도면은 본 기술의 실시예를 예시하며, 상세한 설명과 함께 본 기술의 원리를 설명하는 역할을 한다.
당업자를 대상으로 하는 본 시스템 및 방법을 만들고 사용하는 최상의 모드를 포함하여, 본 발명의 진동 감쇠 조립체, 터보기계 에어포일 및 배기 디퓨저의 완전하고 가능한 개시가, 첨부된 도면을 참조하며, 본 명세서에 제시되어 있다.
도 1은, 본 개시의 실시예에 따른, 터보기계의 개략도이다.
도 2는, 본 개시의 실시예에 따른, 배기 디퓨저의 확대 단면도를 도시한다.
도 3은, 본 개시의 실시예에 따른 본 개시의 실시예에 따른, 도 2에 도시된 라인 3-3을 따르는 배기 디퓨저의 단면도를 도시한다.
도 4는, 본 개시의 실시예에 따른, 보조 에어포일을 갖는 스트럿의 사시도를 도시한다.
도 5는, 본 발명의 실시예에 따른, 보조 에어포일의 단면도를 도시한다.
도 6은, 본 개시의 실시예에 따른, 보조 에어포일의 측벽의 사시도를 도시한다.
도 7은, 본 개시의 실시예에 따른, 도 6에 도시된 라인 7-7을 따르는 보조 에어포일의 측벽의 단면도를 도시한다.
도 8은, 본 개시의 실시예에 따른, 도 6에 도시된 라인 8-8을 따르는 보조 에어포일의 측벽의 단면도를 도시한다.
이제 본 발명의 진동 감쇠 조립체, 터보기계 에어포일 및 배기 디퓨저의 실시예를 상세히 참조할 것이며, 이들 중 하나 이상의 예가 도면에 도시되어 있다. 각각의 예는 기술의 제한보다는 설명으로서 제공된다. 실제로, 청구된 기술의 범위 또는 사상으로부터 벗어남이 없이 본 기술에서 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 일 실시예의 부분으로서 예시되거나 설명된 특징은 다른 실시예와 함께 사용되어 또 다른 실시예를 생성할 수 있다. 따라서, 본 개시는 첨부된 청구범위 및 그의 등가물의 범위 내에 속하게 되는 그러한 변형 및 변경을 포괄하는 것으로 의도된다.
용어 "예시적인"은 본원에서 "예, 사례 또는 예시로서 역할을 하는"을 의미하기 위해 사용된다. "예시적인"으로서 본원에 설명된 임의의 구현예는 반드시 다른 구현예에 비해 바람직하거나 유리한 것으로 해석되어서는 안 된다. 추가적으로, 달리 구체적으로 확인되지 않는 한, 본원에 기재된 모든 실시예는 예시적인 것으로 간주되어야 한다.
상세한 설명은 도면 내의 특징을 지칭하기 위해 숫자 및 문자 표시를 사용한다. 도면 및 설명 내의 동일하거나 유사한 표시가 본 발명의 동일한 또는 유사한 부분을 지칭하는 데 사용되었다. 본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "제1", "제2", 및 "제3"은 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위해 상호 교환 가능하게 사용될 수 있으며, 개별 구성요소의 위치 또는 중요성을 나타내려는 것은 아니다.
용어 "유체"는 기체 또는 액체일 수 있다. "유체 연통"이라는 용어는, 유체가 지정된 영역 사이를 연결할 수 있다는 것을 의미한다.
본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "상류"(또는 "전방") 및 "하류"(또는 "후방")는 유체 경로 내의 유체 유동에 대한 상대적인 방향을 지칭한다. 예를 들어, "상류"는 유체가 그로부터 유동하는 방향을 지칭하고, "하류"는 유체가 그로 유동하는 방향을 지칭한다. 그러나, 본원에서 사용되는 "상류" 및 "하류"라는 용어는 또한 전기의 흐름을 지칭할 수 있다. 용어 "반경방향으로"는 특정 구성요소의 축방향 중심선에 실질적으로 수직인 상대적인 방향을 지칭하고, 용어 "축방향으로"는 특정 구성요소의 축방향 중심선에 실질적으로 평행한 그리고/또는 동축으로 정렬된 상대적인 방향을 지칭하고, 용어 "원주 방향으로"는 특정 구성요소의 축방향 중심선 둘레에서 연장되는 상대적인 방향을 지칭한다.
"약", "대략", "대략적으로" 및 "실질적으로"와 같은 대략화 용어는 지정된 정확한 값에 한정되지 않는다. 적어도 일부 경우에서, 대략화 표현은 값을 측정하기 위한 기기의 정밀도, 또는 구성요소 및/또는 시스템을 구성하거나 제조하기 위한 방법 또는 기계의 정밀도에 대응할 수 있다. 적어도 일부 경우에서, 대략화 표현은 값을 측정하기 위한 기기의 정밀도, 또는 구성요소 및/또는 시스템을 구성하거나 제조하기 위한 방법 또는 기계의 정밀도에 대응할 수 있다. 예를 들어, 대략화 표현은 개별 값, 값의 범위(들), 및/또는 값의 범위(들)를 정의하는 끝점에서 1, 2, 4, 5, 10, 15, 또는 20 퍼센트의 여유 내에 있음을 의미할 수 있다. 이러한 용어는 각도 또는 방향의 맥락에서 사용될 때에는 언급된 각도 또는 방향보다 10도 내로 더 크거나 더 작은 것을 포함한다. 예를 들어, "대체로 수직"은 임의의 방향, 예컨대 시계 방향 또는 반시계 방향으로 수직의 10도 내의 방향을 포함한다.
용어 "결합된", "고정된", "부착된" 등은, 본원에서 달리 명시되지 않는 한, 직접 결합, 고정, 또는 부착뿐만 아니라 하나 이상의 중간 구성요소 또는 특징을 통한 간접 결합, 고정 또는 부착을 지칭한다. 본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "구성하다", "구성하는", "포함하다", "포함하는", "갖다", "갖는" 또는 이들의 임의의 다른 변형어는 비배타적인 포함을 포괄하는 것으로 의도된다. 예를 들어, 특징의 목록을 포함하는 공정, 방법, 물품, 또는 장치는 반드시 그러한 특징으로만 제한되는 것이 아니라, 명시적으로 열거되지 않거나 그러한 공정, 방법, 물품 또는 장치에 고유하지 않은 다른 특징을 포함할 수 있다. 또한, 명백하게 상반되게 언급되지 않는 한, "또는"은 포괄적인 또는(inclusive- or)을 지칭하는 것이고, 배타적인 또는(exclusive- or)을 지칭하지 않는다. 예를 들어, 조건 A 또는 B는 하기 중 어느 하나에 의해 만족되는데: A는 참(또는 존재함)이고 B는 거짓(또는 존재하지 않음)이고, A는 거짓(또는 존재하지 않음)이고 B는 참(또는 존재함)이고, A 및 B 둘 모두는 참(또는 존재함)이다.
여기서 그리고 명세서 및 청구범위 전체에 걸쳐서 범위 한계는 결합되고 교체되며, 이러한 범위는 식별되고, 문맥이나 표현이 달리 나타내지 않는 한, 그 안에 포함된 모든 하위 범위를 포함한다. 예를 들어, 본원에 개시된 모든 범위는 끝점을 포함하고, 끝점은 서로 독립적으로 조합 가능하다.
이제 도면을 참조하면, 도 1은 예시된 실시예에서 가스 터빈(10)인 터보기계의 일 실시예의 개략도를 예시한다. 산업용 또는 지상용 가스 터빈이 본원에 도시되고 설명되지만, 본 개시는 청구범위에 달리 명시되지 않는 한, 지상용 및/또는 산업용 가스 터빈으로 제한되지 않는다. 예를 들어, 본원에서 설명되는 바와 같은 본 발명은, 증기 터빈, 항공기용 가스 터빈, 또는 선박용 가스 터빈을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 유형의 터보기계에 사용될 수 있다.
도시된 바와 같이, 가스 터빈(10)은 일반적으로 압축기 섹션(12)을 포함한다. 압축기 섹션(12)은 압축기(14)를 포함한다. 압축기는 가스 터빈(10)의 상류 단부에 배치된 유입구(16)를 포함한다. 가스 터빈(10)은 압축기 섹션(12)으로부터 하류에 배치된 하나 이상의 연소기(20)를 갖는 연소 섹션(18)을 더 포함한다. 가스 터빈은 연소 섹션(18)으로부터 하류에 있는 터빈 섹션(22)을 더 포함한다. 샤프트(24)는 가스 터빈(10)을 통해 대체로 축방향으로 연장된다.
압축기 섹션(12)은 일반적으로, 복수의 회전자 디스크(21)와, 각각의 회전자 디스크(21)로부터 반경방향 외측으로 연장되고 각각의 회전자 디스크(21)에 연결된 복수의 회전자 블레이드(23)를 포함할 수 있다. 각각의 회전자 디스크(21)는 이어서, 압축기 섹션(12)을 통해 연장되는 샤프트(24)의 일부에 결합되거나 이를 형성할 수 있다. 압축기 섹션(12)의 회전자 블레이드(23)는 에어포일 형상을 획정하는(예: 리딩 에지, 트레일링 에지, 및 리딩 에지와 트레일링 에지 사이에서 연장되는 측벽을 갖는) 터보기계 에어포일을 포함할 수 있다.
터빈 섹션(22)은 일반적으로, 복수의 회전자 디스크(27)와, 각각의 회전자 디스크(27)로부터 반경방향 외측으로 연장되고 각각의 회전자 디스크(27)에 상호 연결되는 복수의 회전자 블레이드(28)를 포함할 수 있다. 각각의 회전자 디스크(27)는 이어서, 터빈 섹션(22)을 통해 연장되는 샤프트(24)의 일부에 결합되거나 이를 형성할 수 있다. 터빈 섹션(22)은, 샤프트(24) 및 회전자 블레이드(28)의 일부를 원주 방향으로 둘러싸는 외부 케이싱(32)을 더 포함한다. 터빈 섹션(22)은 외부 케이싱(32)으로부터 반경방향 내측으로 연장되는 고정 노즐(26)을 포함할 수 있다. 회전자 블레이드(28) 및 고정 노즐(26)은 가스 터빈(10)의 축방향 중심선(30)을 따라 교번하는 스테이지로 배열될 수 있다. 회전자 블레이드(28) 및 고정 노즐(26) 모두는 에어포일 형상을 획정하는(예: 리딩 에지, 트레일링 에지, 및 리딩 에지와 트레일링 에지 사이에서 연장되는 측벽을 갖는) 터보기계 에어포일을 포함할 수 있다.
작동 시, 주변 공기(36) 또는 다른 작동 유체는 압축기(14)의 유입구(16)로 끌어당겨지고, 점진적으로 압축되어 연소 섹션(18)에 압축 공기(38)를 제공한다. 압축 공기(38)는 연소 섹션(18) 내로 유동하고, 연료와 혼합되어 가연성 혼합물을 형성한다. 가연성 혼합물은 연소기(20)의 연소 챔버(40) 내에서 연소되어, 연소 챔버(40)로부터 터빈 섹션(22) 내로 유동하는 연소 가스(42)를 생성한다. 에너지(동역학 및/또는 열)는 연소 가스(42)로부터 회전자 블레이드(28)에 전달되어, 샤프트(24)로 하여금 회전하게 하고 기계적 작업을 생성하게 한다.
가스 터빈(10)은 축방향 중심선(30)을 따라 연장되는 축선 방향(A), 축방향 중심선(30)에 수직인 반경방향(R), 및 축방향 중심선(30) 주위로 연장되는 원주 방향(C)을 갖는 원통형 좌표계를 정의할 수 있다.
연소 가스(42)는 터빈 섹션(22)을 빠져나가고, 배기 디퓨저(34) 내에 배치된 복수의 스트럿 또는 주 에어포일(44)을 가로질러 배기 디퓨저(34)를 통해 유동한다. 부분 부하 작동 동안과 같은 가스 터빈(10)의 다양한 작동 조건 동안, 터빈 섹션(22)으로부터 배기 디퓨저(34) 내로 유동하는 연소 가스(42)는 회전하는 터빈 회전자 블레이드(28)에 의해 야기되는 높은 수준의 스월링을 갖는다. 이러한 스월링 유동은 압력 변동, 주파수 진동, 또는 음향 진동을 야기할 수 있다.
도 2는 배기 디퓨저(34)의 단면도를 도시하고, 도 3은, 본 개시의 실시예에 따른, 도 2에 도시된 라인 3-3을 따르는 배기 디퓨저(34)의 단면도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 배기 디퓨저(34)는 일반적으로 내부 쉘(46) 및 외부 쉘(48)을 포함한다. 내부 쉘(46)은 배기 디퓨저(34)의 축방향 중심선(50)을 따라 대체로 축방향으로 연장될 수 있다. 배기 디퓨저(34)의 축방향 중심선(50)은 가스 터빈(10)의 축방향 중심선(30)과 동축일 수 있다. 내부 쉘(46)은 일반적으로 환형 형상이고, 회전 구성요소를 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있다. 예를 들어, 내부 쉘(46)은 샤프트(24)의 일부를 둘러싸거나 감쌀 수 있다.
많은 실시예에서, 외부 쉘(48)은 내부 쉘(46)부터 반경방향으로 분리될 수 있어서, 배기 유동 통로(52)는 내부 쉘(46)과 외부 쉘(48) 사이에 획정된다. 특정 실시예에서, 내부 쉘(46)은 축방향 중심선(50)에 대해 외부 쉘(48) 내에서 동심으로 그리고 동축으로 정렬된다. 특정 실시예에서, 외부 쉘(48)은 외부 케이싱(56)으로부터 반경방향으로 분리된 내부 케이싱(54)과 함께 이중 벽 구성을 가질 수 있다. 압축된 작동 유체 플리넘(58)은 외부 케이싱(56) 내부 사이에 획정될 수 있다. 예를 들어, 압축된 작동 유체 플리넘(58)은 내부 케이싱(54)과 외부 케이싱(56) 사이에 적어도 부분적으로 획정될 수 있다. 다른 실시예에서, 압축된 작동 유체 플리넘(58)은 내부 케이싱(54) 내에 획정될 수 있다. 본 개시는 청구범위에 언급된 것을 제외하고는 내부 쉘(46), 외부 쉘(48) 및/또는 내부 또는 외부 케이싱(54, 56)의 임의의 특정 크기, 형상, 재료, 또는 다른 물리적 특성으로 제한되지 않는다.
각각의 디퓨저 스트럿(44)은 내부 쉘(46)과 외부 쉘(48) 사이에서 그리고 그 사이에 획정된 배기 유동 통로(52) 내에서 연장될 수 있다. 디퓨저 스트럿(44)은 내부 쉘(46) 주위에서 원주방향으로 이격되고, 디퓨저 스트럿(44은) 외부 쉘(48) 내에서 내부 쉘(46)을 배향하거나, 정렬하거나, 그렇지 않으면 중심에 둘 수 있다. 또한, 디퓨저 스트럿(44)은 내부와 외부 쉘(46, 48) 사이에 구조적 지지를 제공할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 디퓨저 스트럿(44)은 가스 터빈(10)의 터빈 섹션(22)으로부터 유동하는 연소 가스(42)의 유동 방향(60)에 대해 위치한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 디퓨저 스트럿(44)은 일반적으로 내부 쉘(46)에 연결된 루트 부분(62), 및 루트 부분(62)으로부터 반경방향으로 분리된 팁 부분(64)을 포함한다. 팁 부분(64)은 외부 쉘(48)에 및/또는 내부 케이싱(54)에 연결될 수 있다.
많은 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 배기 디퓨저(34)는 복수의 보조 에어포일(70)을 더 포함할 수 있다. 각각의 보조 에어포일(70)은 x-플레이트(72)를 통해 복수의 스트럿(44)의 각각의 스트럿(44)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 각각의 보조 에어포일(70)은 그것이 부착되는 각각의 스트럿(44)으로부터 원주방향으로 이격될 수 있고, x-플레이트(72)는 보조 에어포일(70)과 스트럿(44) 사이에서 연장될 수 있다. 각각의 보조 에어포일(70)은 내부 쉘(46)에 연결된 루트(74), 및 루트 부분(62)으로부터 반경방향으로 분리된 팁(76)을 포함할 수 있다. 팁(76)은 외부 쉘(48)에 및/또는 내부 케이싱(54)에 연결될 수 있다.
도 4는, 본 개시의 실시예에 따른, x-플레이트(72)를 통해 이에 결합된 보조 에어포일(70)을 갖는 스트럿(44)의 사시도를 도시한다. 도시된 바와 같이, x-플레이트(72)는 팁(76)보다 보조 에어포일(70)의 루트(74)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 달리 말하면, x-플레이트(72)는 팁 부분(64)보다 스트럿(44)의 루트 부분(62)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 스트럿(44)은 일반적으로 에어포일 형상을 획정할 수 있다. 예를 들어, 스트럿은 리딩 에지(45), 트레일링 에지(47) 및, 리딩 에지(45)와 트레일링 에지(47) 사이에서 연장되는 측벽(49)을 포함할 수 있다. 유사하게, 보조 에어포일(70)은 리딩 에지(78), 트레일링 에지(80), 제1 측벽(82) 및 제2 측벽(84)을 포함할 수 있다. 제1 측벽(82) 및 제2 측벽(84)은 각각 보조 에어포일(70)의 리딩 에지(78)와 트레일링 에지(80) 사이에서 연장될 수 있다.
도 5는, 본 발명의 실시예에 따른, 반경방향을 따른 보조 에어포일(70)의 단면도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 제1 측벽(82) 및 제2 측벽(84)은 보조 에어포일(70)의 내부(86)를 획정할 수 있다. 특히, 내부(86)는 리딩 에지(78), 제1 측벽(82), 트레일링 에지(80), 및 제2 측벽(84)에 의해 집합적으로 획정될 수 있다. 많은 실시예에서, 제1 측벽(82)은 제1 내면(88) 및 제1 외면(89)을 획정할 수 있고, 제2 측벽(84)은 제2 내면(90) 및 제2 외면(91)을 획정할 수 있다. 제1 및 제2 외면(89, 91)은 에어포일 형상을 획정할 수 있고, 배기 디퓨저를 통해 이동하는 배기 가스에 노출될 수 있다. 제1 및 제2 내면(88, 90)은, 배기 가스에 노출되지 않는, 보조 에어포일(70)의 내부(86)를 획정할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 진동 감쇠 조립체(100)는 보조 에어포일(70)의 내부(86) 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 진동 감쇠 조립체(100)는 제1 측벽(82) 및/또는 제2 측벽(84) 중 하나에 결합(또는 부착)될 수 있다. 특히, 제1 측벽(82) 및 제2 측벽(84) 모두는, 보조 에어포일(70)에 의해 경험되는 진동을 감소시키기 위해, 이에 결합된 진동 감쇠 조립체(100)를 포함할 수 있다. 많은 실시예에서, 도시된 바와 같이, 제1 진동 감쇠 조립체(100)는 제1 측벽(82) 내면(88)에 결합될 수 있고, 제2 진동 감쇠 조립체(100)는 제2 측벽(84)의 내면(90)에 결합될 수 있다.
도 5가 이에 부착된 진동 감쇠 조립체(100)를 갖는 보조 에어포일(70)을 도시하지만, 진동 감쇠 조립체(100)는 상기 구성요소에 의해 경험되는 진동을 감쇠시키기 위해 가스 터빈(10)의 임의의 구성요소(즉, "터보기계 구성요소")에 결합될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 특정 실시예에서, 진동 감쇠 조립체(100)는, 압축기 섹션(12) 내의 에어포일(예: 압축기 회전자 블레이드 및/또는 고정자 베인의 에어포일)과 같은, 또는 터빈 섹션 내의 에어포일(예: 터빈 회전자 블레이드 및/또는 터빈 노즐의 에어포일)과 같은 터보기계 에어포일에 결합될 수 있다. 그러나, 예시적인 실시예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 진동 감쇠 조립체(100)는, 배기 디퓨저(34), 스트럿(44), 및/또는 보조 에어포일(70)에 의해 경험되는 진동을 감쇠시키기 위해, 배기 디퓨저(34) 내에 배치된 보조 에어포일(70)에 결합될 수 있다.
도 6은, 본 개시의 실시예에 따른, 이에 결합된 진동 감쇠 조립체를 갖는 보조 에어포일(70)의 측벽(83)을 도시한다. 예를 들어, 도 6에 도시된 측벽(83)은 보조 에어포일(70)의 제1 측벽(82) 및/또는 제2 측벽(84) 중 하나를 나타낼 수 있다. 도시된 바와 같이, 진동 감쇠 조립체(100)는 적어도 하나의 플레이트(102) 및, 적어도 하나의 플레이트(102)를 통해 연장되는 적어도 하나의 핀(104)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 플레이트(102)는 적어도 하나의 핀(104)을 둘러쌀 수 있다. 특히, 진동 감쇠 조립체(100)는 측벽(83)에 결합되고 각각은 적어도 하나의 플레이트(102)를 통해 연장되는 복수의 핀(104)을 포함할 수 있다. 여러 실시예에서, 적어도 하나의 플레이트(102)는 금속 또는 다른 적합한 재료로 구성될 수 있다.
많은 실시예에서, 핀(104)은 핀 몸체(112) 및, 핀 본체(112)에 결합된(예: 용접 또는 다른 수단을 통해 고정적으로 결합됨) 디스크(114)를 포함할 수 있다. 핀 몸체(112)는 일반적으로 원통형 형상이고 측벽(83)에 부착(즉, 용접 또는 다른 수단을 통해 고정적으로 결합됨)될 수 있다. 각각의 핀(104)의 핀 몸체(112)는 적어도 하나의 플레이트(102)를 통해 연장될 수 있다. 특히, 적어도 하나의 플레이트(102)는 복수의 애퍼처(122)(도 7 및 도 8)를 획정할 수 있고, 복수의 핀 내의 각각의 핀(104)의 핀 몸체(112)는 복수의 애퍼처(122)의 각각의 애퍼처(122)를 통해 연장될 수 있다. 특히, 적어도 하나의 플레이트(102)는 핀(104)의 디스크(114)와 측벽(83) 사이에 배치될 수 있고, 적어도 하나의 플레이트(102)는 측벽(83)에 대해 그리고 적어도 하나의 핀(104)에 대해 이동 가능하여 보조 에어포일(70)에 의해 경험되는 진동을 감쇠시킬 수 있다. 예를 들어, 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 적어도 하나의 플레이트(102)는 디스크(114)와 측벽(83) 사이에서 핀(104)의 핀 몸체(112)의 종방향 축을 따라 이동하도록 제한될 수 있다. 이러한 방식으로, 적어도 하나의 플레이트(102)는 측벽(83) 및 적어도 하나의 핀(104)으로부터 분리될 수 있고, 적어도 하나의 플레이트는 측벽(83) 및 적어도 하나의 핀(104)의 디스크(114) 사이에 배치될 수 있다(따라서 적어도 하나의 플레이트(102)는 측벽(83)과 디스크(114) 사이에서 이동 가능하다).
도 6에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 핀(104)은 어레이로 배열된 복수의 핀(104)일 수 있다. 각각의 핀(104)은 복수의 핀(104) 내의 이웃 핀(104)으로부터(축방향 및 반경방향으로) 이격될 수 있다. 예를 들어, 복수의 핀(104)은 제1 반경방향 행(106), 제2 반경방향 행(108), 및 제3 반경방향 행(110)을 포함할 수 있다. 제2 반경방향 행(108)은 제1 반경방향 행(106)과 제3 반경방향 행(110) 사이에 배치될 수 있다. 핀(104)의 제1 반경방향 행(106) 내의 각각의 핀(104)은 제1 반경방향 축(116)과 교차할 수 있고, 핀(104)의 제2 반경방향 행(108) 내의 각각의 핀(104)은 제2 반경방향 축(118)과 교차할 수 있고, 핀(104)의 제3 반경방향 행(110) 내의 각각의 핀(104)은 제3 반경방향 축(120)과 교차할 수 있다. 제1, 제2 및 제3 반경방향 축(116, 118, 120)은 각각 서로 축방향으로 이격될 수 있다.
일부 실시예에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 핀(104)은 적어도 하나의 위치 결정 핀(105)을 포함할 수 있다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 위치 결정 핀(105)은 적어도 하나의 플레이트(102)가 반경방향으로 또는 축방향으로 이동하지 않도록 보장할 수 있어서, 적어도 하나의 플레이트(102)는 디스크(114)와 측벽(83) 사이에서 핀 몸체(112)의 종방향 축에 평행한 방향으로 이동하도록 제한된다. 위치 결정 핀(105)은 플레이트(102)의 중심을 향해 그리고 측벽(83)의 중심을 향해 배치될 수 있다. 예를 들어, 위치 결정 핀(105)은 제2 반경방향 행(108) 내에 배치될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 플레이트(102)는 폭(124), 길이(126), 및 두께(128, 129)를 획정할 수 있다(도 7 및 도 8). 길이(126)는 폭(124) 및 두께(128, 129)보다 길 수 있다(즉, 길이(126)는 플레이트(102)의 최장 치수임). 두께(128, 129)는 길이(126) 및 폭(124)보다 작을 수 있다(즉, 두께(128, 129)는 플레이트(102)의 최소 치수이다). 플레이트(102)의 표면적은 폭(124)을 길이(126)로 곱함으로써 계산될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 적어도 하나의 플레이트(102)는, 적어도 하나의 플레이트(102)가 적어도 하나의 플레이트(102)의 두께(128, 129)와 적어도 하나의 플레이트(102)의 폭(124) 사이의 비율을 약 1:100 내지 약 1:5000, 또는 예컨대 약 1:500 내지 약 1:4500, 또는 예컨대 약 1:1000 내지 약 1:4000, 또는 예컨대 약 1:1500 내지 약 1:3500, 또는 예컨대 약 1:2000 내지 약 1:3000으로 획정하도록 얇은 벽으로 형성된다. 일부 실시예에서, 적어도 하나의 플레이트(102)는 적어도 하나의 플레이트(102)가 표면적과 두께(128, 129) 사이의 비율을 약 20000 밀리미터(mm) 내지 약 10000000 mm, 또는 예컨대 약 30000 mm 내지 약 9000000 mm, 또는 예컨대 약 40000 mm 내지 약 8000000 mm, 또는 예컨대 약 50000 mm 내지 약 5000000 mm, 또는 예컨대 약 100000 mm 내지 1000000 mm으로 획정하도록 얇은 벽으로 형성된다. 많은 실시예에서, 적어도 하나의 플레이트(102)의 표면적은 약 0.02m2 내지 약 2m2, 또는 예컨대 약 0.12m2 내지 약 1.9m2, 또는 예컨대 약 0.22m2 내지 약 1.8m2, 또는 예컨대 약 0.32m2 내지 약 1.7m2, 또는 예컨대 약 0.42m2 내지 약 1.6m2, 또는 예컨대 약 0.52m2 내지 약 1.5m2, 또는 예컨대 약 0.82m2 내지 약 1.2m2일 수 있다. 다양한 실시예에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 플레이트는 측벽(83)과 상응하도록 크기가 정해질 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 플레이트(102)의 표면적은 측벽(83)의 내면의 표면적의 약 30% 내에, 또는 예컨대 측벽(83)의 내면의 표면적의 약 20% 내에, 또는 예컨대 측벽(83)의 내면의 표면적의 약 15% 내에, 또는 예컨대 측벽(83)의 내면의 표면적의 약 10% 내에, 또는 예컨대 측벽(83)의 내면의 표면적의 약 5% 내에 있을 수 있다.
도 7은, 본 개시의 실시예에 따라, 핀(104)의 세부 사항을 보여하는, 도 6에 도시된 라인 7-7을 따르는 보조 에어포일(70)의 측벽(83)의 단면도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 핀(104)은 측벽(83)의 내면(85)에 결합된 핀 몸체(112)를 포함한다. 예를 들어, 핀 몸체(112)는 측벽(83)의 내면(85)에 결합된 베이스(130)로부터 팁(132)으로 종방향 중심선(200)을 따라 연장될 수 있다. 핀 몸체(112)는 일반적으로 원통형 형상일 수 있고, 핀 몸체(112)는 팁(132)에서 종결될 수 있다. 핀 몸체(112)의 베이스(130)는 용접을 통해 측벽(83)의 내면(85)에 고정적으로 결합되어, 용접 이음매 또는 필렛(134)이 핀 몸체(112)의 베이스(130) 주위에 환형으로 획정되어 핀 몸체(112)를 측벽(83)에 결합시킬 수 있다. 용접 이음매 또는 필렛(134)은 핀 몸체(112)를 환형으로 둘러싸는 일반적으로 웨지 형상(또는 삼각형 형상) 단면을 가질 수 있다.
핀(104)은 핀 몸체(112)를 환형으로 둘러싸는 디스크(114)를 더 포함할 수 있다. 디스크(114)는 베이스(130)와 팁(132) 사이에서 핀 몸체(112)에 결합될 수 있다. 특히, 디스크(114)는 베이스(130)보다 팁(132)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 다양한 실시예에서, 디스크(114)는, 용접 이음매 또는 필렛(136)이 핀 몸체(112) 주위에 환형으로 획정되어 핀 몸체(112)를 디스크(114)에 결합시키도록, 용접을 통해 핀 본체(112)에 고정식으로 결합될 수 있다. 용접 이음매 또는 필렛(136)은 핀 몸체(112)를 환형으로 둘러싸는 일반적으로 웨지 형상(또는 삼각형 형상) 단면을 가질 수 있다.
예시적인 실시예에서, 도 7에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 플레이트(102)는 디스크(102)와 측벽(83)의 내면(85) 사이에 배치된 복수의 플레이트(102)일 수 있다. 도 7 및 도 8은 4개의 플레이트(102)를 갖는 실시예를 도시하지만, 진동 감쇠 조립체(100)는 임의의 수의 플레이트(102)를 포함할 수 있고, 청구범위에 구체적으로 언급되지 않는 한 임의의 특정 수의 플레이트로 제한되지 않아야 한다는 것을 이해해야 한다. 상기 복수의 플레이트(102)는 내부 플레이트, 제1 중간 플레이트, 제2 중간 플레이트, 및 외부 플레이트를 포함할 수 있다. 내부 플레이트는 내면(85)과 제1 중간 플레이트 사이에 배치될 수 있다. 제1 중간 플레이트는 내부 플레이트와 제2 중간 플레이트 사이에 배치될 수 있다. 제2 중간 플레이트는 제1 중간 플레이트와 외부 플레이트 사이에 배치될 수 있다. 외부 플레이트는 제2 중간 플레이트와 디스크(114) 사이에 배치될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 복수의 플레이트(102)의 각각의 플레이트(102)는, 동심이고 서로 정렬될 수 있는, 애퍼처(122)를 획정할 수 있어, 통로가 집합적으로 각 플레이트(102)의 애퍼처(122)에 의해 정의된다. 핀 몸체(112)는 각각의 애퍼처(122)를 통해 연장될 수 있다(이에 의해 통로를 통해 연장될 수 있음). 디스크(114)의 직경은 애퍼처(122)의 직경보다 클 수 있어서, 플레이트(102)는 작동 중에 핀 몸체(112)로부터 떨어지지 않는다. 유사하게, 핀 몸체(112)의 직경은 애퍼처(122)의 직경보다 작을 수 있어서, 핀 몸체(112)는 애퍼처(122)를 통해 연장될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 복수의 플레이트(102)는 제1 두께(128)를 갖는 제1 플레이트 및 제2 두께(129)를 갖는 제2 플레이트를 포함할 수 있다. 제2 두께(129)는 제1 두께(128)보다 클 수 있다. 예를 들어, 제2 두께(129)는 제1 두께(128)보다 약 20% 내지 약 80% 더 클 수 있거나, 또는 예컨대 제1 두께(128)보다 약 30% 내지 약 70% 더 클 수 있거나, 또는 예컨대 제1 두께(128)보다 약 40% 내지 약 60% 더 클 수 있다. 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 내부 플레이트 및 제1 중간 플레이트는 제1 두께(128)를 획정할 수 있다. 제2 중간 플레이트 및 외부 플레이트는 제2 두께(129)를 획정할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 복수의 플레이트(102)의 각각의 플레이트(102)는 핀 몸체(112), 디스크(114), 측벽(83)에 대해, 그리고 복수의 플레이트(102)의 다른 플레이트에 대해 디스크(114)와 측벽(83)의 내면(85) 사이에서 이동 가능하여, 보조 에어포일(70)에 의해 경험되는 진동을 감쇠시킬 수 있다. 예를 들어, 복수의 플레이트(102)의 각각의 플레이트(102)는 디스크(114)와 측벽(83) 사이에서 핀 몸체(112)의 종방향 축에 평행한 방향으로 이동하도록 제한될 수 있다. 여러 실시예에서, 갭(138)은 디스크(114)와 복수의 플레이트(102) 사이에 복수의 플레이트(102)가 갭(138)을 가로질러 이동 가능하도록 획정될 수 있다. 예를 들어, 갭(138)은 디스크(114)와 디스크(114)에 가장 가까운 복수의 플레이트(102) 중 제1 플레이트 사이에 제1 플레이트가 갭(138)을 가로질러 이동 가능하도록 획정될 수 있다. 특히, 제1 거리는 디스크(114)와 측벽(83)의 내면(85) 사이에 획정될 수 있고, 제2 거리는 복수의 플레이트(102)의 두께의 합에 의해 획정될 수 있고, 제2 거리는 제1 거리보다 짧을 수 있다. 이러한 방식으로, 복수의 플레이트(102)는 디스크(114)와 측벽(83) 사이에서 핀 몸체(112)의 종방향 중심선(200)에 평행한 방향으로 이동하여 보조 에어포일(70)의 진동을 감쇠시킬 수 있다.
도 8은, 본 개시의 실시예에 따라, 위치 결정 핀(105)의 세부 사항을 도시하는 도 6에 도시된 라인 8-8을 따르는 보조 에어포일의 측벽의 단면도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 위치 결정 핀(105)은 위치 결정 핀(105)의 디스크(114)와 측벽(83)의 내면(85) 사이에서 연장되는 환형 벽(140)을 포함할 수 있다. 환형 벽(140)은, 환형 벽(140)이 내면(85)에 접촉하도록, 디스크(114)로부터 측벽(83)의 내면(85)으로 연장될 수 있다. 환형 벽(140)은 디스크(114)와 일체로 형성될 수 있다(또는 단일 몸체를 갖는 일체형). 대안적으로 또는 추가적으로, 환형 벽(140)은 디스크(114)에 고정식으로 결합될 수 있다(예컨대, 용접될 수 있다). 적어도 하나의 플레이트(102)는 위치 결정 핀(105)의 환형 벽(140)과 접촉할 수 있다. 예를 들어, 애퍼처(122)의 직경은, 애퍼처(122)를 획정하는 경계가 환형 벽(140)의 외부와 슬라이딩 접촉하도록, 환형 벽(140)의 직경의 약 5% 이내일 수 있다. 이러한 방식으로, 환형 벽(140)은 복수의 플레이트(102)를 핀 몸체(112)의 종방향 중심선(200)에 평행한 방향으로 이동시키도록 제한할 수 있다.
작동 동안, 플레이트(102)는 서로에 대해, 그리고 측벽(83) 및 디스크(114)에 대해 이동할 수 있으며, 이는 플레이트(102) 사이의 미세 충돌(또는 "범핑")을 야기한다. 이러한 미세 충돌은 진동 감쇠 조립체(100)가 부착되는 구성요소에 의해 경험되는 진동에 대응하여, 유리하게는 구성요소의 하드웨어 수명을 증가시킬 수 있다.
이 설명서는 최선의 형태를 포함하여 본 발명을 개시하기 위하여, 그리고 또한 임의의 장치 또는 시스템을 제조 및 이용하는 것 및 임의의 포함된 방법을 수행하는 것을 포함하여 본 발명을 어떠한 당업자도 실시하는 것을 가능하게 하기 위하여, 예를 사용한다. 본 발명의 특허가능 범위는 청구범위에 의해서 한정되고, 당업자에게 떠오르는 다른 예를 포함할 수 있을 것이다. 이러한 다른 예가 청구범위의 문헌적 표현과 상이하지 않은 구조적 요소를 포함한다면, 또는 이들이 청구범위의 문헌적 표현과 사소한 차이를 갖는 등가의 구조적 요소를 포함한다면, 이러한 다른 예는 청구범위의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.
본 발명의 추가 양태가 다음 항목의 주제에 의해 제공된다:
터보기계 구성요소에 부착된 진동 감쇠 조립체로서, 진동 감쇠 조립체는: 터보기계 구성요소에 결합되고, 핀 몸체 및 핀 몸체에 결합된 디스크를 갖는 적어도 하나의 핀; 및 디스크와 터보기계 구성요소 사이에 배치된 적어도 하나의 플레이트를 포함하되, 적어도 하나의 플레이트는 적어도 하나의 핀을 둘러싸고, 적어도 하나의 플레이트는 디스크와 터보기계 구성요소 사이에서 적어도 하나의 핀에 대해 그리고 터보기계 구성요소에 대해 이동 가능하여 터보기계 구성요소에 의해 경험되는 진동을 감쇠시키는, 진동 감쇠 조립체.
이들 항목 중 하나 이상에서와 같은 진동 감쇠 조립체로서, 적어도 하나의 플레이트는 적어도 하나의 플레이트가 적어도 하나의 플레이트의 두께와 적어도 하나의 플레이트의 폭 사이의 비율을 약 1:100 내지 1:5000으로 획정하도록 얇은 벽으로 형성되는, 진동 감쇠 조립체.
이들 항목 중 하나 이상에서와 같은 진동 감쇠 조립체로서, 적어도 하나의 플레이트는 디스크와 터보기계 구성요소 사이에 배치된 복수의 플레이트를 포함하는, 진동 감쇠 조립체.
이들 항목 중 하나 이상에 있어서, 복수의 플레이트는 제1 두께를 갖는 제1 플레이트 및 제2 두께를 갖는 제2 플레이트를 포함하고, 제2 두께는 제1 두께보다 큰, 진동 감쇠 조립체.
이들 조항 중 하나 이상에서와 같은 진동 감쇠 조립체로서, 제1 플레이트가 갭을 가로질러 이동 가능하도록, 디스크와 디스크에 가장 가까운 복수의 플레이트 중 제1 플레이트 사이에 갭이 획정되는, 진동 감쇠 조립체.
이들 항목 중 하나 이상에서의 진동 감쇠 조립체로서, 적어도 하나의 플레이트는 복수의 애퍼처를 획정하고, 적어도 하나의 핀의 각각의 핀은 복수의 애퍼처의 각각의 애퍼처를 통해 연장되는, 진동 감쇠 조립체.
이들 항목 중 하나 이상에서와 같은 진동 감쇠 조립체로서, 적어도 하나의 핀은 터보기계 구성요소 상의 어레이로 배열된 복수의 핀을 포함하는, 진동 감쇠 조립체.
이들 항목 중 하나 이상에서와 같은 진동 감쇠 조립체로서, 복수의 핀은 적어도 하나의 위치 결정 핀을 포함하는, 진동 감쇠 조립체.
이들 항목 중 하나 이상에서와 같은 진동 감쇠 조립체로서, 위치 결정 핀은 위치 결정 핀의 디스크와 터보기계 구성요소 사이에서 연장되는 환형 벽을 포함하고, 적어도 하나의 플레이트는 위치 결정 핀의 환형 벽과 접촉하는, 진동 감쇠 조립체.
이들 항목 중 하나 이상에서와 같은 진동 감쇠 조립체로서, 터보기계 구성요소는 에어포일의 내부를 획정하는 내면을 갖는 에어포일이고, 진동 감쇠 조립체는 에어포일의 내부 내에 배치되고 내면에 결합되는, 진동 감쇠 조립체.
터보기계 에어포일로서, 리딩 에지; 트레일링 에지; 리딩 에지와 트레일링 에지 사이에서 연장되고, 터보기계 에어포일의 내부를 획정하는 제1 측벽 및 제2 측벽; 터보기계 에어포일의 내부에 배치되고 제1 측벽 또는 제2 측벽 중 하나에 결합되는 진동 감쇠 조립체로서, 터보기계 에어포일에 결합되고 핀 몸체 및 핀 몸체에 결합된 디스크를 갖는 적어도 하나의 핀을 포함하는 진동 감쇠 조립체; 및 디스크 및 터보기계 에어포일 사이에 배치된 적어도 하나의 플레이트를 포함하되, 적어도 하나의 플레이트는 디스크 및 터보기계 에어포일 사이에 적어도 하나의 핀에 대해 그리고 터보기계 에어포일에 대해 이동 가능하여 터보기계 에어포일에 의해 경험되는 진동을 감쇠시키는, 터보기계 에어포일.
이들 항목 중 하나 이상에서와 같은 터보기계 에어포일로서, 적어도 하나의 플레이트는 적어도 하나의 플레이트가 적어도 하나의 플레이트의 두께와 적어도 하나의 플레이트의 폭 사이의 비율을 약 1:100 내지 1:5000의 비율로 획정하도록 얇은 벽으로 형성되는, 터보기계 에어포일.
이들 항목 중 하나 이상에서와 같은 터보기계 에어포일로서, 적어도 하나의 플레이트는 디스크와 터보기계 구성요소 사이에 배치된 복수의 플레이트를 포함하는, 터보기계 에어포일.
이들 항목 중 하나 이상에서와 같은 터보기계 에어포일로서, 복수의 플레이트는 제1 두께를 갖는 제1 플레이트 및 제2 두께를 갖는 제2 플레이트를 포함하고, 제2 두께는 제1 두께보다 큰, 터보기계 에어포일.
이들 항목 중 하나 이상에서와 같은 터보기계 에어포일로서, 제1 플레이트가 갭을 가로질러 이동 가능하도록 디스크와 디스크에 가장 가까운 복수의 플레이트 중 제1 플레이트 사이에 갭이 형성되는, 터보기계 에어포일.
이들 조항 중 하나 이상에서와 같은 터보기계 에어포일로서, 적어도 하나의 플레이트는 복수의 애퍼처를 획정하고, 적어도 하나의 핀의 각각의 핀은 복수의 애퍼처의 각각의 애퍼처를 통해 연장되는, 터보기계 에어포일.
이들 항목 중 하나 이상에서와 같은 터보기계 에어포일로서, 적어도 하나의 핀은 터보기계 구성요소 상의 어레이로 배열된 복수의 핀을 포함하는, 터보기계 에어포일.
이들 항목 중 하나 이상에서와 같은 터보기계 에어포일로서, 복수의 핀은 적어도 하나의 위치 결정 핀을 포함하고, 위치 결정 핀은 위치 결정 핀의 디스크와 터보기계 구성요소 사이에서 연장되는 환형 벽을 포함하고, 적어도 하나의 플레이트는 위치 결정 핀의 환형 벽과 접촉하는, 터보기계 에어포일.
이들 항목 중 하나 이상에서와 같은 터보기계 에어포일로서, 터보기계 에어포일은 터보기계의 배기 디퓨저의 배기 유동 통로 내에 배치된 스트럿에 결합된 보조 에어포일인, 터보기계 에어포일.
배기 디퓨저로서, 내부 쉘; 배기 유동 통로가 그 사이에 형성되도록 내부 쉘로부터 반경방향으로 이격된 외부 쉘; 배기 유동 통로 내에 배치되고 내부 쉘과 외부 쉘 사이에서 연장되는 하나 이상의 스트럿; 및 하나 이상의 스트럿의 각각의 스트럿에 결합된 보조 에어포일을 포함하고, 보조 에어포일은: 리딩 에지; 트레일링 에지; 리딩 에지와 트레일링 에지 사이에서 연장되고, 보조 에어포일의 내부를 획정하는 제1 측벽 및 상기 제2 측벽; 및 보조 에어포일의 내부에 배치되고 제1 측벽 또는 제2 측벽 중 하나에 결합되는 진동 감쇠 조립체를 포함하고, 진동 감쇠 조립체는: 보조 에어포일에 결합되고, 핀 몸체 및 핀 몸체에 결합된 디스크를 갖는 적어도 하나의 핀; 및 디스크와 보조 에어포일 사이에 배치되는 적어도 하나의 플레이트를 포함하되, 적어도 하나의 플레이트는 디스크와 보조 에어포일 사이에서 적어도 하나의 핀에 대해 그리고 보조 에어포일에 대해 이동 가능하여 보조 에어포일에 의해 경험되는 진동을 감쇠시키는, 배기 디퓨저.

Claims (12)

  1. 터보기계 구성요소(70)로서, 상기 터보기계 구성요소(70)의 내면(88, 90)에 결합된 진동 감쇠 조립체(100)를 포함하고, 상기 진동 감쇠 조립체(100)는:
    상기 터보기계 구성요소(70)에 결합되고, 핀 몸체(112) 및 상기 핀 몸체(112)에 결합된 디스크(114)를 갖는 적어도 하나의 핀(104); 및
    상기 디스크(114)와 상기 터보기계 구성요소(70) 사이에 배치된 적어도 하나의 플레이트(102)를 포함하되, 상기 적어도 하나의 플레이트(102)는 상기 적어도 하나의 핀(104)을 둘러싸고, 상기 적어도 하나의 플레이트(102)는 상기 디스크(114)와 상기 터보기계 구성요소(70) 사이에서 상기 적어도 하나의 핀(104)에 대해 그리고 상기 터보기계 구성요소(70)에 대해 이동 가능하여 상기 터보기계 구성요소(70)에 의해 경험되는 진동을 감쇠시키는, 터보기계 구성요소(70).
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 플레이트(102)는 상기 적어도 하나의 플레이트(102)가 상기 적어도 하나의 플레이트(102)의 두께와 상기 적어도 하나의 플레이트(102)의 폭 사이의 비율을 약 1:100 내지 1:5000으로 획정하도록 얇은 벽으로 형성되는, 터보기계 구성요소(70).
  3. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 플레이트(102)는 상기 디스크(104)와 상기 터보기계 구성요소(70) 사이에 배치된 복수의 플레이트(102)를 포함하는, 터보기계 구성요소.
  4. 제3항에 있어서, 상기 복수의 플레이트(102)는 제1 두께(128)를 갖는 제1 플레이트 및 제2 두께(129)를 갖는 제2 플레이트를 포함하고, 상기 제2 두께(129)는 상기 제1 두께(128)보다 큰, 터보기계 구성요소(70).
  5. 제3항에 있어서, 갭(138)은, 상기 제1 플레이트가 상기 갭(138)을 가로질러 이동 가능하도록, 상기 디스크(114)와 상기 디스크(114)에 가장 가까운 상기 복수의 플레이트(102) 중 제1 플레이트 사이에 획정되는, 터보기계 구성요소(70).
  6. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 플레이트(102)는 복수의 애퍼처(122)를 획정하고, 상기 적어도 하나의 핀(104)의 각각의 핀은 상기 복수의 애퍼처(122)의 각각의 애퍼처(122)를 통해 연장되는, 터보기계 구성요소(70).
  7. 제6항에 있어서, 상기 적어도 하나의 핀(104)은 상기 터보기계 구성요소(70) 상의 어레이(106, 108, 110) 내에 배열된 복수의 핀(104)을 포함하는, 터보기계 구성요소(70).
  8. 제7항에 있어서, 상기 복수의 핀(104)은 위치 설정 핀 디스크(114)를 갖는 적어도 하나의 위치 설정 핀(105) 및 상기 위치 설정 핀 디스크(114)와 상기 터보기계 구성요소(70) 사이에서 연장되는 환형 벽(140)을 포함하고; 상기 적어도 하나의 플레이트(102)는 상기 위치 설정 핀(105)의 환형 벽(140)과 접촉하는, 터보기계 구성요소(70).
  9. 제1항에 있어서, 상기 터보기계 구성요소(70)는 상기 에어포일(70)의 내부(86)를 획정하는 상기 내면(88, 90)을 갖는 에어포일(70)이고, 상기 진동 감쇠 조립체(100)는 상기 에어포일(70)의 내부(86)에 배치되는, 터보기계 구성요소(70).
  10. 제9항에 있어서, 상기 에어포일(70)은:
    리딩 에지(78);
    트레일링 에지(80);
    상기 리딩 에지(78)와 상기 트레일링 에지(80) 사이에서 연장되고, 상기 터보기계 구성요소(70)의 내부(86)를 획정하는 제1 측벽(82) 및 제2 측벽(84)을 포함하고; 및
    상기 진동 감쇠 조립체(100)는 상기 에어포일(70)의 내부에 배치되고, 상기 제1 측벽(82) 또는 상기 제2 측벽(84) 중 하나에 결합되는, 터보기계 구성요소(70).
  11. 제10항에 있어서, 상기 에어포일(70)은 터보기계(10)의 배기 디퓨저(34)의 배기 유동 통로(52) 내에 배치된 스트럿(44)에 결합된 보조 에어포일인, 터보기계 구성요소(70).
  12. 터보기계(10)의 배기 디퓨저(34)로서, 상기 배기 디퓨저(34)는:
    내부 쉘(46);
    배기 유동 통로(52)가 그 사이에 획정되도록 상기 내부 쉘(46)로부터 반경방향으로 이격된 외부 쉘(48);
    상기 배기 유동 통로(52) 내에 배치되고 상기 내부 쉘(46)과 상기 외부 쉘(48) 사이에서 연장되는 하나 이상의 스트럿(44); 및
    상기 하나 이상의 스트럿(44)의 각각의 스트럿(44)에 결합되고, 보조 에어포일(70)이고 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따라 정의되는 터보기계 구성요소를 포함하는, 배기 디퓨저(34).
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