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公開番号2025009876
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2024088770
出願日2024-05-31
発明の名称タービンブレードの制振システム用の可撓レッグ付きダンパ要素
出願人ゼネラルエレクトリックテクノロジーゲゼルシャフトミットベシュレンクテルハフツング,General Electric Technology GmbH
代理人個人,弁理士法人NIP&SBPJ国際特許事務所
主分類F01D 5/16 20060101AFI20250109BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】積み重ねられた複数のダンパ要素を含むダンパ要素および振動減衰システムを提供する。
【解決手段】ダンパ要素は、タービンの回転ブレードの本体開口部に使用することができる。ダンパ要素は、少なくとも部分的に傾斜した表面を有するヘッド部材と、ヘッド部材から延びる複数の可撓レッグとを含む。各可撓レッグは、末端部を有する半径方向に延びる本体部を含み、末端部は、外側端面と内側端面とを有する。回転ブレードの回転によって引き起こされる遠心力によって、隣接するダンパ要素170のヘッド部材が、複数の可撓レッグの外側端面を本体開口部160の内側面と摩擦係合させて振動を減衰させる。特定の実施形態では、細長い本体が、1以上のダンパ要素のヘッド部材の開口部を通って延びることがある。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
タービン（１０８）の回転ブレード（１１４）の本体開口部（１６０）に設けられた振動減衰システム（１２０、３２０）用のダンパ要素（１７０、３７０）であって、
少なくとも部分的に傾斜した表面（１７４、２０４、２２６、３４４）を有するヘッド部材（１７２、２０２、２２４、３４２）と、
ヘッド部材（１７２、２０２、２２４、３４２）から延びる複数の可撓レッグ（１８０）であって、各可撓レッグ（１８０）は、端部（１８４）を有する半径方向に延びる本体部（１８２）を含み、端部（１８４）は、外側端面（１８６）および内側端面（１８８）を有する、複数の可撓レッグ（１８０）と、を備える、ダンパ要素（１７０、３７０）。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
少なくとも部分的に傾斜した表面（１７４、２０４、２２６、３４４）が、本体開口部（１６０）の内面（１６２）に対して２５°と５５°との間の範囲の角度を有し、複数の可撓レッグ（１８０）の内側端面（１８８）が、本体開口部（１６０）の内面（１６２）に対して２５°と５５°との間の範囲の角度を有する、請求項１に記載のダンパ要素（１７０、３７０）。
【請求項３】
ヘッド部材（１７２、２０２、２２４、３４２）及び集合的に、複数の可撓レッグ（１８０）の半径方向に延びる本体部（１８２）は、それぞれ第１の外径を有し、複数の可撓レッグ（１８０）の外側端面（１８６）は、集合的に、第１の外径よりも大きい第２の外径を画定する、請求項１に記載のダンパ要素（１７０、３７０）。
【請求項４】
本体開口部（１６０）が、第３の内径を有する内面（１６２）を有し、第２の外径が第３の内径よりも小さく、それにより、弛緩状態において、複数の可撓レッグ（１８０）が本体開口部（１６０）内を自由に通過する、請求項３に記載のダンパ要素（１７０、３７０）。
【請求項５】
複数の可撓レッグ（１８０）の内側端面（１８８）が、隣接するダンパ要素（１７０、３７０）のヘッド部材（１７２、２０２、２２４、３４２）の少なくとも部分的に傾斜した表面（１７４、２０４、２２６、３４４）を受けるように構成され、
所定の回転速度よりも高い回転速度での回転ブレード（１１４）の回転によって引き起こされる遠心力の影響下で、隣接するダンパ要素（１７０、３７０）のヘッド部材（１７２、２０２、２２４、３４２）が、複数の可撓レッグ（１８０）の外側端面（１８６）を本体開口部（１６０）の内側面（１６２）と摩擦係合させて振動を減衰させる、請求項３に記載のダンパ要素（１７０、３７０）。
【請求項６】
各可撓レッグ（１８０）の外側端面（１８６）は、線において本体開口部（１６０）の内側面（１６２）と摩擦係合する、請求項５に記載のダンパ要素（１７０、３７０）。
【請求項７】
各可撓レッグ（１８０）の外側端面（１８６）は、複数の可撓レッグ（１８０）の弛緩状態において、本体開口部（１６０）の内面（１６２）と平行である、請求項１に記載のダンパ要素（１７０、３７０）。
【請求項８】
複数の可撓レッグ（１８０）の隣接する半径方向に延びる本体部（１８２）が、丸みを帯びた半径方向外側の範囲（１９２）を有するスロット（１９０）をその間に画定する、請求項１に記載のダンパ要素（１７０、３７０）。
【請求項９】
少なくとも部分的に傾斜した表面（１７４、２０４、２２６、３４４）を有するヘッド部材（１７２、２０２、２２４、３４２）が、錐体形状を有する、請求項１に記載のダンパ要素（１７０、３７０）。
【請求項１０】
回転ブレード（１１４）のための振動減衰システム（１２０、３２０）であって、
回転ブレード（１１４）に画定された本体開口部（１６０）に位置決めするための複数の積み重ねられたダンパ要素（１７０、３７０）を含み、各ダンパ要素（１７０、３７０）は、
少なくとも部分的に傾斜した表面（１７４、２０４、２２６、３４４）を有するヘッド部材（１７２、２０２、２２４、３４２）と、
ヘッド部材（１７２、２０２、２２４、３４２）から延びる複数の可撓レッグ（１８０）であって、各可撓レッグ（１８０）は、端部（１８４）を有する半径方向に延びる本体部（１８２）を含み、端部（１８４）は、外側端面（１８６）および内側端面（１８８）を有する、複数の可撓レッグ（１８０）と、を備える、振動減衰システム（１２０、３２０）。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、回転ブレード（rotating blade）の振動を減衰させることに関する。より具体的には、本開示は、それぞれが複数の可撓レッグ（flexible legs）を有する複数のダンパ要素（damper elements）を含む振動減衰システムに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
タービンの運転で懸念されるのは、回転するタービンブレードが運転中に振動応力（vibrational stress：振動ストレス）を受ける傾向である。多くの設備では、タービンは頻繁な加減速の条件下で運転される。タービンの加減速中、ブレードのエアフォイル（airfoils：翼形）は、少なくとも瞬間的には、特定の周波数で振動応力を受け、多くの場合、二次周波数または三次周波数で振動応力を受ける。ノズル翼（Nozzle airfoils：ノズルエアフォイル）も同様の振動応力を受ける。例えば、ガス温度、圧力、および／または密度の変動は、ロータアセンブリ全体、特にブレード翼内において振動を励起する可能性がある。タービンおよび／または圧縮機セクションの上流から周期的、または「脈動：pulsating」的に出るガスも、望ましくない振動を励起する可能性がある。エアフォイルが振動応力を受けると、その振動振幅は、ガスタービンの運転および／または部品の寿命に悪影響を及ぼす可能性がある点まで容易に蓄積される。振動を減衰させるために、タービンブレード内に積み重ねられた固体ダンパ要素が使用されてきたが、遠心力によってダンパ要素がロックされ、振動を減衰させる能力が低下または消失する可能性がある。
【発明の概要】
【０００３】
以下に述べるすべての側面、例、特徴は、技術的に可能なあらゆる方法で組み合わせることができる。
【０００４】
本開示の一態様は、タービンの回転ブレードの本体開口部（body opening）の振動減衰システムのためのダンパ要素を提供し、このダンパ要素は、少なくとも部分的に傾斜した表面を有するヘッド部材と、ヘッド部材から延びる複数の可撓レッグであって、各可撓レッグは、端部（end section）を有する半径方向に延びる本体部を含み、端部は、外側端面（outer end surfaces）および内側端面（inner end surfaces）を有する、複数の可撓レッグとを備える。
【０００５】
本開示の別の態様は、先行する態様のいずれかを含み、少なくとも部分的に傾斜した表面は、本体開口部の内面に対して２５°～５５°の範囲の角度を有し、複数の可撓レッグの内側端面は、本体開口部の内面に対して２５°～５５°の範囲の角度を有する。
【０００６】
本開示の別の態様は、先行する態様のいずれかを含み、ヘッド部材および集合的に、複数の可撓レッグの半径方向に延びる本体部はそれぞれ、第１の外径を有し（the head member and, collectively, the radially extending body section of the plurality of flexible legs each have a first outer diameter）、複数の可撓レッグの外側端面は集合的に、第１の外径よりも大きい第２の外径を画定する（the outer end surfaces of the plurality of flexible legs collectively define a second outer diameter that is larger than the first outer diameter）。
【０００７】
本開示の別の態様は、先の態様のいずれかを含み、本体開口部は、第３の内径を有する内面を有し、第２の外径は、第３の内径よりも小さく、それにより、弛緩状態において、複数の可撓レッグは、本体開口部内を自由に通過する。
【０００８】
本開示の別の態様は、先行する態様のいずれかを含み、複数の可撓レッグの内側端面は、隣接するダンパ要素のヘッド部材の少なくとも部分的に傾斜した表面を受容するように構成され、所定の回転速度よりも高い回転速度での回転ブレードの回転によって引き起こされる遠心力の影響下で、隣接するダンパ要素のヘッド部材は、複数の可撓レッグの外側端面を本体開口部の内側表面と摩擦係合（frictional engagement）させて振動を減衰させる。
【０００９】
本開示の別の態様は、先の態様のいずれかを含み、各可撓レッグの外側端面は、線において（at a line：一本の線で）本体開口部の内側表面と摩擦係合する。
【００１０】
本開示の別の態様は、先の態様のいずれかを含み、各可撓レッグの外側端面は、複数の可撓レッグの弛緩状態において、本体開口部の内面に対して平行である。
（【００１１】以降は省略されています）

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