(57)【要約】【課題】回転機械翼の防振に用いられるダンパピースは、ガスタービン起動時、前記ダンパピースが回転してしまい、正確な角度で前記プラットフォームと接触しない場合がある。【解決手段】回転機械翼の防振構造として、ダンパピースの方向を修正する修正部材を設ける。これにより、ガスタービンエンジンの起動時、ダンパピースがプラットフォームに対して正確な角度で押し付けられなかった場合にも、前記方向修正部によってダンパピースの向きを修正することができる。その結果、前記プラットフォームと前記ダンパピースとの接触面積を十分に確保することができ、タービン動翼の振動を有効に減衰させることができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータディスクに取り付けられる回転機械翼と、
前記回転機械翼の根元に設けられたプラットフォームと、
前記回転翼の回転により発生する遠心力によって前記プラットフォームに押し付けられて、前記回転機械翼の振動を抑制するダンパピースと、を備え、
前記ダンパピース又は前記プラットフォームの少なくとも一方には、前記ダンパピースが押し付けられるときの前記ダンパピースの向きを修正する方向修正部を設けたことを特徴とする回転機械翼の防振構造。
【請求項２】
前記方向修正部は、前記ダンパピースの前記プラットフォームに対向する面に設けられた少なくとも１つの凸部であって、
前記凸部は、凸部の接触部よりも凸部の付け根の方が大きく、かつ、前記プラットフォームと点接触又は線接触するものであることを特徴とする請求項１に記載の回転機械翼の防振構造。
【請求項３】
前記方向修正部は、前記プラットフォームの前記ダンパピースに対向する面に設けられた少なくとも１つの凸部であって、
前記凸部は、凸部の接触部よりも凸部の付け根の方が大きく、かつ、前記ダンパピースと点接触又は線接触するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転機械翼の防振構造。
【請求項４】
前記ダンパピースの前記プラットフォームに対向する面又は前記プラットフォームの前記ダンパピースに対向する面のいずれか一方に、前記凸部を前記ロータディスクの回転軸方向に二つ設けたことを特徴とする請求項２又は３に記載の回転機械翼の防振構造。
【請求項５】
回転機械翼と、
前記回転機械翼の根元に設けられたプラットフォームと、
前記回転翼の回転により発生する遠心力によって前記プラットフォームに押し付けられて、前記回転機械翼の振動を抑制するダンパピースと、を備え、
前記ダンパピースの前記プラットフォームに対向する面又は前記プラットフォームの前記ダンパピースに対向する面のいずれか一方を凸形状の円弧状に形成すると共に他方を凹形状の円弧上に形成したことを特徴とする回転機械翼の防振構造。
【請求項６】
回転機械翼と、
前記回転機械翼の根元に設けられたプラットフォームと、
前記回転翼の回転により発生する遠心力によって前記プラットフォームに押し付けられて、前記回転機械翼の振動を抑制するダンパピースと、を備え、
前記ダンパピースは、隣接する回転機械翼の一方の前記プラットフォームに対向する面が平面で形成され、もう一方は円弧状に形成されていることを特徴とする回転機械翼の防振構造。
【請求項７】
前記ダンパピースが、回転軸方向に複数設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転機械翼の防振構造。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の回転機械翼の防振構造を備えることを特徴とする回転機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機械に関し、特に回転機械翼の振動を抑制できる回転機械翼の防振構造および回転機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転機械の一種であるガスタービンエンジンにおけるガスタービンは、複数のタービン動翼を一定の間隔でロータディスクに並べて固定することにより構成されている。このようなタービン動翼を用いるガスタービンにおいては、その運転中、タービン動翼に運転の共振による振動が発生する。タービン動翼に上記のような振動が発生し続けると、タービン動翼の耐久性が低下するおそれがあり、上記振動を防止する方法が種々知られている。
【０００３】
上記振動を防止する方法として、隣り合う前記タービン動翼のプラットフォーム間にダンパピースを設けるものが知られている。すなわち、タービンの回転により発生する遠心力により、前記ダンパピースを前記プラットフォームに押し付けて、前記プラットフォームと前記ダンパピースとの接触部に発生する滑り摩擦を利用して、振動を減衰させている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１１８２０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記ダンパピースは、プラットフォームに対して隙間を持って配置されているため、ガスタービン起動時、前記ダンパピースが回転してしまい、正確な角度で前記プラットフォームと接触しない場合がある。その結果、有効な減衰効果を得られない場合があった。
【０００６】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ガスタービンの起動時に、前記プラットフォームと前記ダンパピースとを正確な角度で接触させることにより、ガスタービンの運転中、動翼に発生する振動に対して安定した減衰効果を得られる回転機械翼の防振構造及び回転機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる回転機械翼の防振構造は、回転機械翼と、前記回転機械翼の根元に設けられたプラットフォームと、前記回転翼の回転により発生する遠心力によって前記プラットフォームに押し付けられて、前記回転機械翼の振動を抑制するダンパピースと、を備え、前記ダンパピース又は前記プラットフォームの少なくとも一方には、前記ダンパピースが押し付けられるときの前記ダンパピースの向きを修正する方向修正部を設けたことを特徴とする。
【０００８】
本発明は、上記のような構成を採用したため、ガスタービンエンジンの起動時、ダンパピースがプラットフォームに対して正確な角度で押し付けられなかった場合にも、前記方向修正部によってダンパピースの向きを正確な押し付け方向に修正することができる。よって、前記プラットフォームと前記ダンパピースとの接触面積を十分に確保することができ、回転機械翼の振動を有効に減衰させることができる。
【０００９】
次の発明による回転機械翼の防振構造は、前記回転機械翼の防振構造において、前記方向修正部は、前記ダンパピースの前記プラットフォームに対向する面に設けられた少なくとも１つの凸部であって、前記凸部は、凸部の接触部よりも凸部の付け根の方が大きく、かつ、前記プラットフォームと点接触又は線接触するものであることを特徴とする。
【００１０】
本発明は、上記のような構成を採用したため、ガスタービンエンジンが起動する際、ダンパピースが回転してプラットフォームに対して正確な角度で押し付けられなかった場合にも、前記ダンパピースに設けられた凸部によって正確な角度に修正されてプラットフォームに押し付けることができる。すなわち、前記プラットフォームに対して前記ダンパピースが押し付けられたとき、誤った角度で接触した場合には、前記ダンパピースに設けられた凸部と前記プラットフォームとが点接触又は線接触しながら前記ダンパピースを回転させることにより、前記ダンパピースの角度を正確な押し付け角度に修正することができる。さらに、本発明の構成は、前記ダンパピースに方向修正部を設けるものであるため、加工が容易であり、低コストで十分な振動減衰効果を得ることができる。
【００１１】
次の発明による回転機械翼の防振構造は、前記回転機械翼の防振構造において、前記方向修正部は、前記プラットフォームの前記ダンパピースに対向する面に設けられた少なくとも１つの凸部であって、前記凸部は、凸部の接触部よりも凸部の付け根の方が大きく、かつ、前記ダンパピースと点接触又は線接触するものであることを特徴とする。
【００１２】
本発明は、上記のような構成を採用したため、ガスタービンエンジンが起動する際、ダンパピースが回転してプラットフォームに対して正確な角度で押し付けられなかった場合にも、前記プラットフォームに設けられた凸部によって正確な角度に修正されてプラットフォームに押し付けることができる。すなわち、前記プラットフォームに対して前記ダンパピースが押し付けられたとき、誤った角度で接触した場合には、前記ダンパピースに設けられた凸部と前記プラットフォームとが点接触又は線接触しながら前記ダンパピースを回転させることにより、前記ダンパピースの角度を正確な押し付け角度に修正することができる。さらに、本発明の構成は、前記ダンパピースに方向修正部を設けるものであるため、加工が容易であり、低コストで十分な振動減衰効果を得ることができる。さらに、プラットフォーム製造上の加工公差や、ダンパピースが押し付けられるテーパ部の傾き角度等による影響を受けにくく、高いロバスト性を有する。
【００１３】
次の発明による回転機械翼の防振構造は、前記回転機械翼の防振構造において、前記ダンパピースの前記プラットフォームに対向する面又は前記プラットフォームの前記ダンパピースに対向する面のいずれか一方に、前記凸部を回転軸方向に二つ設けたことを特徴とする。
【００１４】
本発明は、上記のような構成を採用したため、ガスタービンエンジンの起動時、ダンパピースがプラットフォームに対して正確な角度で押し付けられなかった場合にも、前記方向修正部によってダンパピースの向きを修正することができる。よって、前記プラットフォームと前記ダンパピースとの接触面積を十分に確保することができ、回転機械翼の振動を有効に減衰させることができる。また、凸部を回転軸方向に２つ設けているため、ダンパピースの回転軸方向の傾きも修正するができ、大きな接触面積を得ることができる。よって、より安定して有効な減衰効果を得ることができる。
【００１５】
次の発明による回転機械翼の防振構造は、回転機械翼と、前記回転機械翼の根元に設けられたプラットフォームと、前記回転翼の回転により発生する遠心力によって前記プラットフォームに押し付けられて、前記回転機械翼の振動を抑制するダンパピースと、を備え、前記ダンパピースの前記プラットフォームに対向する面又は前記プラットフォームの前記ダンパピースに対向する面のいずれか一方を凸形状の円弧状に形成すると共に他方を凹形状の円弧上に形成したことを特徴とする。
【００１６】
本発明は、上記のような構成を採用したため、ガスタービンエンジンの起動時、ダンパピースがプラットフォームに対して押し付けられるとき、前記プラットフォームに対する前記ダンパピースの向き及び角度が一定であるため、前記プラットフォームと前記ダンパピースを常に面接触させることができる。これにより、接触面積を確保することができるため、大きな摩擦力を得ることができる。よって、安定してタービン動翼の振動を減衰させることができる。
【００１７】
次の発明による回転機械翼の防振構造は、回転機械翼と、前記回転機械翼の根元に設けられたプラットフォームと、前記回転翼の回転により発生する遠心力によって前記プラットフォームに押し付けられて、前記回転機械翼の振動を抑制するダンパピースと、を備え、前記ダンパピースは、隣接する回転機械翼の一方の前記プラットフォームに対向する面が平面で形成され、もう一方は円弧状に形成されていることを特徴とする。
【００１８】
本発明は、上記のような構成を採用したため、ダンパピースの円弧状に形成されている面がプラットフォームに接触することにより、ダンパピースの角度が修正され、平面で形成されている面がプラットフォームと面接触することができる。よって、大きな接触面積を得ることができ、安定して振動を減衰させることができる。
【００１９】
次の発明による回転機械は、上記回転機械翼の防振構造を備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明は、上記のように、ガスタービン動翼に発生する振動を有効に減衰できる防振構造を備えているため、当該振動を有効に減衰させることができ、タービン動翼にかかる振動を低減して動翼の損傷を防止することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、この発明に係るタービン動翼の防振機構によれば、プラットフォームとダンパピースとの接触面積を大きく取ることができ、安定かつ有効な振動減衰効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。以下の説明は、回転機械翼としてガスタービンの動翼を対象とするが、本発明の適用対象はこれに限られるものではない。例えば、蒸気タービンや軸流圧縮機その他の回転機械が備える回転機械翼に対しても適用できる。また、回転機械翼は、ガスタービンや蒸気タービンその他の回転機械が備える回転羽根であり、いわゆる動翼をいう。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本発明の第１の実施例に係るタービン動翼の防振構造を示す図である。ガスタービンエンジンのタービン部が備える動翼列１は、複数のタービン動翼２を一定の間隔で円周方向に並べることにより構成されている。このタービン動翼２は、翼台３の上に翼部４が形成され、また、翼台３から下方へ伸びるように根部５が形成されている。この根部５は、ロータディスク６に保持されている。上記翼台３の翼部４の根元部分にはプラットフォーム７が張り出すように形成されており、また、前記プラットフォーム７のロータディスク６に対向する面には、テーパ部が形成されている。前記テーパ部によって囲まれた領域には、ダンパピース８が挿入され、前記プラットフォーム７にはそれぞれ前記ダンパピース８を保持する受け部９が設けられている。
【００２４】
図２は、前記ダンパピースを示した図である。前記ダンパピース８の前記プラットフォーム７に対向する面には、前記ダンパピース８の方向修正部として、円弧上の凸部１０が設けられている。この面を第１の面とする。また、ダンパピース８の前記プラットフォーム７に対向する他方の面は、翼部の前縁方向から見て直線で形成されている。すなわち、立体的に見れば平面に形成されている。
【００２５】
上記のように構成されるタービン動翼２において、翼部４に燃焼ガスが当ることによりタービン動翼２が回転すると、円周方向に隣接して位置する各タービン動翼２の境界部において、各タービン動翼２のプラットフォーム７のテーパ部の間で形成される領域に、遠心力の作用でダンパピース８が押し付けられることになる。この際、ダンパピース８が正確な角度で前記テーパ部に押し付けられなかった場合においても、前記ダンパピース８の前記プラットフォーム７に対向する一面に形成されている凸部１０により、ダンパピース８の向きが修正され、前記プラットフォーム７に対向する他方の面を正確な角度で前記テーパ部に押し付けることができる。
【００２６】
これにより、前記ダンパピース８の前記プラットフォーム７に対向する面のうち直線で形成されている面を、前記テーパ部と密着させるように確実に面接触させることができる。よって、十分な接触面積を確保することができることとなり、この接触部において摩擦力を得ることができ、振動を有効に減衰させることができる。
【００２７】
なお、前記方向修正部としての凸部１０は、上記のような円弧上のものに限られるものではない。すなわち、図３に示すように、ダンパピース１１の前記プラットフォーム７に対向する面の一方を全て円弧状に形成しても良い。また、図４に示すように三角形の凸部を設けたダンパピース１２としても良い。
【００２８】
本実施例にかかる回転機械翼の防振構造は、上記のように、ダンパピース８の方向を修正する修正部材としての凸部１０をダンパピース８に設けたため、ガスタービンエンジンの起動時、ダンパピース８がプラットフォーム７に対して正確な角度で押し付けられなかった場合にも、前記凸部１０によってダンパピース８の向きを修正することができる。その結果、前記プラットフォーム７と前記ダンパピース８との接触面積を十分に確保することができ、タービン動翼２の振動を有効に減衰させることができる。
【実施例２】
【００２９】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。実施例２に係る回転機械翼の防振構造は、実施例１に係る回転機械翼の防振構造とほぼ同様の構成であるが、方向修正部の構成が異なる。他の構成は実施例１と同様なので、その説明を省略する。
【００３０】
図５は、本発明の第２の実施例に係る回転機械翼の防振構造を示した図である。本実施例に係るタービン動翼２における、プラットフォーム１３の前記ダンパピース１４に対向する面には、上述のテーパ部に円弧状の方向修正部としての凸部１５が形成されている。また、ダンパピース１４は全ての面が直線で形成されている。
【００３１】
このような構成において、タービン動翼２が回転すると、回転により発生した遠心力によって、前記ダンパピース１４は前記プラットフォーム１３側に押し付けられる。この時、前記ダンパピース１４が正確な角度で押し付けられなかった場合においても、前記プラットフォーム１３に形成されている方向修正部としての凸部１５により、ダンパピース１４がプラットフォーム１３へ接触する方向が修正され、正確な角度でプラットフォーム１３のテーパ部と接触することができる。
【００３２】
なお、本実施例においてプラットフォーム１３に設けられている方向修正部としての凸部１５は、上記のような円弧上のものに限られるものではない。すなわち、図６に示すように、回転方向後方側の面の全てを円弧状に形成するようなプラットフォーム１６にしてもよく、また、図７のように三角形の凸部１７を設けるプラットフォーム１８にしても良い。
【００３３】
本実施例にかかる回転機械翼の防振構造は、上記のように、ダンパピース１４の方向を修正する修正部材としての凸部１５をプラットフォーム１３に設けたため、ガスタービンエンジンの起動時、ダンパピース１４がプラットフォーム１３に対して正確な角度で押し付けられなかった場合にも、前記凸部１５によってダンパピース１４の向きを修正することができる。その結果、前記プラットフォーム１３と前記ダンパピース１４との接触面積を十分に確保することができ、タービン動翼２の振動を有効に減衰させることができる。さらに、プラットフォーム１３製造上の加工公差や、ダンパピース１４が押し付けられるテーパ部の傾き角度等による影響を受けにくく、高いロバスト性を得ることができる。
【実施例３】
【００３４】
次に、本発明の第３の実施例について説明する。実施例３に係る回転機械翼の防振構造は、実施例１に係る回転機械翼の防振構造とほぼ同様の構成であるが、方向修正部の構成が異なる。他の構成は実施例１と同様なので、その説明を省略する。
【００３５】
図８は本発明の第３の実施例に係る回転機械翼の防振構造を示す図である。本実施例におけるダンパピース１９には、上記実施例１にて説明した方向修正部としての凸部２０が２つ形成されている。タービン動翼２の起動時、その遠心力によりダンパピース１９は前記プラットフォーム７の方向に押し付けられる。この時、ダンパピース１９には方向修正部としての凸部２０が２つ設けられているため、奥行方向、すなわちロータディスク６の回転軸の軸方向における押し付け不良に対してもダンパピース１９の向きが修正される。これにより、ロータディスク６の回転軸方向(奥行方向）における、プラットフォーム７とダンパピース１９との接触不良を抑制することができ、より効果的にタービン動翼２の振動を抑制することができる。また、ロータディスク６の回転軸方向においてダンパピース１９に傾きが生じた場合にも十分な減衰効果を得ることができる。
【実施例４】
【００３６】
次に、本発明の第４の実施例について説明する。実施例４に係る回転機械翼の防振構造は、実施例３に係る回転機械翼の防振構造とほぼ同様の構成であるが、方向修正部の構成が異なる。他の構成は実施例１と同様なので、その説明を省略する。
【００３７】
図９は本発明の第４の実施例に係る回転機械翼の防振構造を示す図である。本実施例において、回転方向後方側のプラットフォーム２１のダンパピース１４に対向する面には、方向修正部材としての凸部２２が２つ設けられている。タービン動翼２の起動時、その遠心力によりダンパピース１４は前記プラットフォーム２１の方向に押し付けられる。この時、回転方向後方側のプラットフォーム２１のダンパピース１４に対向する面には方向修正部としての凸部２２が２つ設けられているため、奥行方向すなわち回転軸の軸方向における押し付け不良に対してもダンパピース１４の向きが修正される。これにより、プラットフォーム２１とダンパピース１４との軸方向(奥行方向）における接触不良を防止することができ、より効果的にタービン動翼２の振動を防止することができる。また、軸方向においてダンパピース１４に傾きが生じた場合にも十分な減衰効果を得ることができる。
【００３８】
また、ロータディスク６の回転軸方向に複数のダンパピース１４を設ける場合には、それぞれのダンパピースについて２つの凸部が接触するようにしてもよい。すなわち、前記プラットフォーム２１に前記ダンパピースの個数の二倍の凸部を設けて、１つのダンパピースに対して２つの凸部と接触させることにより、回転軸方向におけるダンパピースの傾きを修正することができる。これにより、回転機械翼に発生する振動を有効に抑制することができる。
【実施例５】
【００３９】
次に、本発明の第５の実施例について説明する。実施例５に係る回転機械翼の防振構造は、実施例１に係る回転機械翼の防振構造とほぼ同様の構成であるが、方向修正部の構成が異なる。他の構成は実施例１と同様なので、その説明を省略する。
【００４０】
図１０は本発明の第５の実施例に係る回転機械翼の防振構造を示す図である。本実施例において、ダンパピース２３のプラットフォーム２４に対向する面は、円弧状に凸な形状に形成されており、前記ダンパピースの方向修正部として作用する。また、回転方向後方側のプラットフォーム２４における前記ダンパピース２３に対向する面は、円弧状に凹な形状に形成されており、こちらも方向修正部として作用する。
【００４１】
上記のように構成した場合においても、ダンパピース２３のプラットフォーム２４に対向する一方の面、すなわち円弧状に形成されている面が、前記プラットフォーム２４に嵌め合わさるように接触する。接触したダンパピース２３は、前記プラットフォーム２４側の円弧に沿うように向きを変えることができるため、ダンパピース２３のプラットフォーム２４に対向する他方の面、すなわち直線で形成されている面はプラットフォーム２４のテーパ部と同じ角度で接触することができる。
【００４２】
これにより、前記ダンパピース２３と前記プラットフォーム２４との接触面積を大きく確保することができることとなる。よって、前記ダンパピース２３と前記プラットフォーム２４との間の摩擦力を確保することができ、大きな減衰効果を得ることができる。この結果、タービン動翼に発生する振動を有効に抑制することができる。
【００４３】
また、本実施例においては、ダンパピース２３の面に凸形状の円弧およびプラットフォーム２４の面に凹形状の円弧を設けた場合を説明したが、これに限られるものではない。すなわち、ダンパピース２３の前記プラットフォーム２４に対向する面に凹形状の円弧を設け、前記プラットフォーム２４の前記ダンパピース２３に対向する面に凸形状の円弧を設けても同様の効果を得ることができる。さらに、図１１に示すようにダンパピース２５を円柱状に形成し、プラットフォーム２６の前記ダンパピース２５に対向する面を前記ダンパピース２５と同一半径の凹形状の円弧に形成しても同様の効果を得ることができる。
【００４４】
なお、以上説明した全ての実施例において、ダンパピース８を図１２に示すようにロータディスク６の回転軸方向に複数設けても良い。これにより、それぞれのダンパピース８が独立してプラットフォーム７と接触するため、ロータディスク６の回転軸方向に対する傾きによる減衰効果の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る回転機械翼の防振構造を示す全体図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る回転機械翼の防振構造を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係る回転機械翼の防振構造の変形例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施例に係る回転機械翼の防振構造の変形例を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施例に係る回転機械翼の防振構造を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施例に係る回転機械翼の防振構造の変形例を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施例に係る回転機械翼の防振構造の変形例を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施例に係るダンパピースを示す図である。
【図９】本発明の第４の実施例に係る回転機械翼の防振構造を示す図である。
【図１０】本発明の第５の実施例に係る回転機械翼の防振構造を示す図である。
【図１１】本発明の第５の実施例に係る回転機械翼の防振構造の変形例を示す図である。
【図１２】本発明に係る回転機械翼の防振構造の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  動翼列
２  タービン動翼
３  翼台
４  翼部
５  根部
６  ロータディスク
７、１３、１６、１８、２１、２４、２６  プラットフォーム
８、１１、１２、１４、１９、２３、２５  ダンパピース
９  受け部
１０、１５、１７、２０、２２  凸部
【図１】
2006125372.tif 000003
【図２】
2006125372.tif 000004
【図３】
2006125372.tif 000005
【図４】
2006125372.tif 000006
【図５】
2006125372.tif 000007
【図６】
2006125372.tif 000008
【図７】
2006125372.tif 000009
【図８】
2006125372.tif 000010
【図９】
2006125372.tif 000011
【図１０】
2006125372.tif 000012
【図１１】
2006125372.tif 000013
【図１２】
2006125372.tif 000014