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公開番号2025013744
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-28
出願番号2024089424
出願日2024-05-31
発明の名称タービンノズル又はタービンブレード用の入れ子式ダンパーピン及び振動減衰システム
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 20060101AFI20250121BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】タービンノズル又はブレード用の入れ子式ダンパーピン及び振動減衰システムを提供する。
【解決手段】タービンノズル又はタービンブレード用の振動減衰システムを提供する。本体開口部は、タービンノズル又はタービンブレードに延在している。振動減衰システムは、本体開口部内に、重ねられた複数のダンパーピンを含んでいる。ダンパーピンは、外側本体部であって、前記外側本体部に画定された内側開口部と、前記内側開口部から前記外側本体部の外面を貫通する複数の側部開口部とを有する外側本体部を含んでおり、内側本体部は、前記外側本体部の前記内側開口部内に収められ、前記内側開口部内で動くことができる。内側本体部は、複数のアームを含む第1の部分を含み、各アームは、外側本体部の複数の側部開口部のそれぞれの側部開口部を貫通する。ダンパーピンの端面及び2つの本体部は摩擦係合して振動を減衰させる。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
タービンノズル（１１２）又はタービンブレード（１１４）の振動減衰システム（１２０）用のダンパーピン（１７４）であって、前記ダンパーピン（１７４）は、
外側本体部（１７６）であって、前記外側本体部（１７６）に画定された内側開口部（１７８）と、前記内側開口部（１７８）から前記外側本体部（１７６）の外面（１８２）を貫通する複数の側部開口部（１８０）とを有する外側本体部（１７６）、及び
前記外側本体部（１７６）の前記内側開口部（１７８）内に収められ、前記内側開口部内で動くことができる内側本体部（１９０）であって、前記内側本体部（１９０）は、複数のアーム（１９４）を含む第１の部分（１９２）を含み、各アーム（１９４）は、前記外側本体部（１７６）の前記複数の側部開口部（１８０）のそれぞれの側部開口部（１８０）を貫通する、内側本体部（１９０）
を含む、ダンパーピン。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記複数のアーム（１９４）は、前記外側本体部（１７６）の外側寸法（ＯＤ１）よりも大きい外側寸法（ＯＤ２）を画定し、前記外側寸法（ＯＤ２）は、前記ダンパーピン（１７４）が配置される前記タービンノズル（１１２）又はタービンブレード（１１４）の本体開口部（１６０）の内面（１６２）に係合するように構成されている、請求項１に記載のダンパーピン（１７４）。
【請求項３】
前記内側本体部（１９０）は、更に、
前記外側本体部（１７６）の前記内側開口部（１７８）の第１の開口部分（１９８）と摩擦係合するように構成された外面（２００）を有する第２の部分（１９６）と、
前記外側本体部（１７６）の前記内側開口部（１７８）の第２の開口部分（２１２）に対して間隔を空けて貫通する第３の部分（２１０）と
を含み、
前記複数のアーム（１９４）を含む前記内側本体部（１９０）の第１の部分（１９２）は、前記内側本体部（１９０）の第２の部分（１９６）と第３の部分（２１０）との間に配置される、請求項１に記載のダンパーピン（１７４）。
【請求項４】
前記内側本体部（１９０）の前記第２の部分（１９６）の外面（２００）は、球根状部分（２０２）を有し、前記外側本体部（１７６）の前記内側開口部（１７８）の第１の開口部分（１９８）は、前記球根状部分（２０２）に対して相補的な凹面（２０４）を有する、請求項３に記載のダンパーピン（１７４）。
【請求項５】
前記外側本体部（１７６）の前記内側開口部（１７８）の第２の開口部分（２１２）は、前記内側本体部（１９０）の第３の部分（２１０）から、前記外側本体部（１７６）内において前記内側本体部（１９０）の横方向に傾く量の範囲を定める距離だけ、間隔を空けて配置されている、請求項３に記載のダンパーピン（１７４）。
【請求項６】
前記タービンノズル（１１２）又はタービンブレード（１１４）の本体開口部（１６０）の内面（１６２）に係合する前記複数のアーム（１９４）の影響を受けて、前記内側本体部（１９０）の外面（２００）と前記外側本体部（１７６）の前記内側開口部（１７８）の第１の開口部分（１９８）とが摩擦係合する、請求項３に記載のダンパーピン（１７４）。
【請求項７】
前記外側本体部（１７６）は、第１の端面（１８４）と、反対側にある第２の端面（１８６）とを更に含み、前記外側本体部（１７６）の前記内側開口部（１７８）は、前記第１の端面（１８４）及び前記第２の端面（１８６）を貫通し、前記内側本体部（１９０）の前記第３の部分（２１０）は、前記内側開口部（１７８）から、前記第１及び第２の端面（１８４、１８６）のうちの一方の端面を貫通する、請求項３に記載のダンパーピン（１７４）。
【請求項８】
前記外側本体部（１７６）の第１の端面（１８４）は少なくとも部分的に凹状であり、前記外側本体部（１７６）の第２の端面（１８６）が少なくとも部分的に凸状であり、それにより、隣接するダンパーピン（１７４）の第１の端面（１８４）と第２の端面（１８６）とが摩擦係合する、請求項７に記載のダンパーピン（１７４）。
【請求項９】
前記外側本体部（１７６）及び前記内側本体部（１９０）は付加製造され、前記外側本体部（１７６）及び前記内側本体部（１９０）は、前記付加製造後に分離する前は、取外し可能な結合要素（２６０）によって一体的に結合され、互いに固定されている、請求項１に記載のダンパーピン（１７４）。
【請求項１０】
タービンノズル（１１２）又はタービンブレード（１１４）の振動減衰システム（１２０）であって、前記振動減衰システム（１２０）は、
重ねられた複数のダンパーピン（１７４）を含み、各ダンパーピン（１７４）は、
外側本体部（１７６）であって、前記外側本体部（１７６）に画定された内側開口部（１７８）と、前記内側開口部（１７８）から前記外側本体部（１７６）の外面（１８２）を貫通する複数の側部開口部（１８０）とを有する外側本体部（１７６）、及び
前記外側本体部（１７６）の前記内側開口部（１７８）内に収められ、前記内側開口部内で動くことができる内側本体部（１９０）であって、前記内側本体部（１９０）は、複数のアーム（１９４）を含む第１の部分（１９２）を含み、各アーム（１９４）は、前記外側本体部（１７６）の前記複数の側部開口部（１８０）のそれぞれの側部開口部（１８０）を貫通する、内側本体部（１９０）
とを含む、振動減衰システム（１２０）。
（【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、タービンノズル又はタービンブレード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、複数の入れ子式ダンパーピンを含む振動減衰システムに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
タービンの運転で懸念されるのは、運転中にタービンブレード又はタービンノズルが振動応力を受ける傾向があることである。多くの設備では、タービンは頻繁に加減速される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は、少なくとも瞬間的には特定の共振周波数の振動応力を受け、多くの場合、二次周波数又は三次周波数の振動応力を受ける。ノズルの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、ガス圧、及び／又はガス密度が変動すると、ロータアセンブリ全体（特に、ノズル又はブレードのエアフォイル内）に振動が発生する恐れがある。タービン部及び／又は圧縮機部の上流から周期的又は「脈動」的に流れるガスも、望ましくない振動を発生させる恐れがある。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恐れのある点まで難なく増加する。従来は、振動を減衰させるために、タービンブレードに、重ねられた複数の中実のダンパーピンが使用されてきたが、遠心力によってダンパーピンどうしが互いに組み合って動かなくなってしまい、振動を減衰させる能力が低下することがあった。
【発明の概要】
【０００３】
以下に述べるすべての態様、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、タービンノズル又はタービンブレードの振動減衰システム用のダンパーピンを提供し、前記ダンパーピンは、外側本体部であって、前記外側本体部に画定された内側開口部と、前記内側開口部から前記外側本体部の外面を貫通する複数の側部開口部とを有する外側本体部、及び前記外側本体部の前記内側開口部内に収められ、前記内側開口部内で動くことができる内側本体部であって、前記内側本体部は、複数のアームを含む第１の部分を含み、各アームは、前記外側本体部の前記複数の側部開口部のそれぞれの側部開口部を貫通する、内側本体部を含む。
【０００５】
本開示の別の態様は、上記の態様のうちのいずれかの態様を含み、前記複数のアームは、前記外側本体部の外側寸法よりも大きい外側寸法を画定し、前記外側寸法は、前記ダンパーピンが配置される前記タービンノズル又はタービンブレードの本体開口部の内面に係合するように構成されている。
【０００６】
本開示の別の態様は、上記の態様のうちのいずれかの態様を含み、前記内側本体部は、更に、前記外側本体部の前記内側開口部の第１の開口部分と摩擦係合するように構成された外面を有する第２の部分と、前記外側本体部の前記内側開口部の第２の開口部分に対して間隔を空けて貫通する第３の部分と
を含み、前記複数のアームを含む前記内側本体部の第１の部分は、前記内側本体部の第２の部分と第３の部分との間に配置される。
【０００７】
本開示の別の態様は、上記の態様のうちのいずれかの態様を含み、前記内側本体部の前記第２の部分の外面は、球根状部分を有し、前記外側本体部の前記内側開口部の第１の開口部分は、前記球根状部分に対して相補的な凹面を有する。
【０００８】
本開示の別の態様は、上記の態様のうちのいずれかの態様を含み、前記外側本体部の前記内側開口部の第２の開口部分は、前記内側本体部の第３の部分から、前記外側本体部内において前記内側本体部の横方向に傾く量の範囲を定める距離だけ、間隔を空けて配置されている。
【０００９】
本開示の別の態様は、上記の態様のうちのいずれかの態様を含み、前記タービンノズル又はタービンブレードの本体開口部の内面に係合する前記複数のアームの影響を受けて、前記内側本体部の外面と前記外側本体部の前記内側開口部の第１の開口部分とが摩擦係合する。
【００１０】
本開示の別の態様は、上記の態様のうちのいずれかの態様を含み、前記外側本体部は、第１の端面と、反対側にある第２の端面とを更に含み、前記外側本体部の前記内側開口部は、前記第１の端面及び前記第２の端面を貫通し、前記内側本体部の前記第３の部分は、前記内側開口部から、前記第１及び第２の端面のうちの一方の端面を貫通する。
（【００１１】以降は省略されています）

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