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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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