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公開番号2025009880
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2024089060
出願日2024-05-31
発明の名称タービンブレード用制振装置のため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】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170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（２６０）内の振動減衰システム（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）と、ヘッド部材（１７２、２０２、２２４、３４２）の中心を通って画定された開口部（３９０）と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）及び内側端面（１８８）を有する、可撓レッグ（１８０）と、
ヘッド部材（１７２、２０２、２２４、３４２）の開口部（３９０）を通って延びる細長い本体（３９２）と、
を含む、ダンパ要素（１７０、３７０）。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
細長い本体（３９２）が回転ブレード（１１４）と同じ周波数で共振するように構成され、それによって細長い本体（３９２）がダンパ要素（１７０、３７０）に対して力を発生させる、請求項１に記載のダンパ要素（１７０、３７０）。
【請求項３】
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４】
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５】
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４に記載のダンパ要素（１７０、３７０）。
【請求項６】
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４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）が、１本の線で本体開口部の内側面（１６２）と摩擦係合する、請求項６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）をその間に画定している、請求項１に記載のダンパ要素（１７０、３７０）。
【請求項９】
各ダンパ要素（１７０，３７０）のヘッド部材（１７２，２０２，２２４，３４２）が、開口部（３９０）が延びる錐体形状を有する少なくとも部分的に傾斜した表面（１７４，２０４，２２６，３４４）を有する、請求項１に記載の振動減衰システム（１２０，３２０）。
【請求項１０】
回転ブレード（１１４）用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）と、ヘッド部材（１７２、２０２、２２４、３４２）の中心を通って画定された開口部（３９０）と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）及び内側端面（１８８）を有する、可撓レッグ（１８０）と、
複数のダンパ要素（１７０、３７０）のそれぞれのヘッド部材（１７２、２０２、２２４、３４２）の開口部（３９０）を通って延びる細長い本体（３９２）と、を含む、
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、概して、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】
タービン運転における懸念事項の１つは、運転中に回転タービンブレードが振動応力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。タービンの加速又は減速の間、ブレードのエアフォイル（airfoils：翼形）は、少なくとも瞬間的に、ある周波数で振動応力を受け、多くの場合、二次又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ます。例えば、ガス温度、圧力、及び／又は密度の変動は、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。タービン及び／又は圧縮機セクションの上流から周期的、又は「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及び／又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又は消失する可能性がある。
【発明の概要】
【０００３】
以下に記載するすべての態様、例及び特徴は、技術的に可能な任意の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、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°と５５°との間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°と５５°との間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、ヘッド部材と、集合的に、複数の可撓レッグの半径方向に延びる本体部とは、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、先行する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の摩擦係合（frictional engagement）に付勢して振動を減衰させる。
【０００９】
本開示の別の態様は、先行する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、先行する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、本体開口部の内側表面と平行である。
（【００１１】以降は省略されています）

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