(57)【要約】【課題】流体機械において、静翼に作用する振動を確実に減衰して耐久性の向上を図る。【解決手段】タービン１３にて、複数の静翼体２１（２１ａ，２１ｂ）の基端部を各内側シュラウド２２（２２ａ，２２ｂ）により支持し、先端部を各外側シュラウド２３により支持することで円環状のタービン静翼１７を構成し、隣接する内側シュラウド２２ａ，２２ｂ間にウェッジダンパ３３を配設し、板ばね３５によりこのウェッジダンパ３３を隣接する各内側シュラウド２２ａ，２２ｂに圧接させるようにする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体通路に設けられた複数の静翼と、該静翼の基端部を支持して円環状に配設された複数の内側シュラウドと、前記静翼の先端部を支持して円環状に配設された複数の外側シュラウドと、隣接する前記内側シュラウド間に配設された摩擦減衰部材と、該摩擦減衰部材を隣接する前記各内側シュラウドに接触させるように保持する接触保持手段とを具えたことを特徴とする流体機械。
【請求項２】
請求項１に記載の流体機械において、隣接する前記内側シュラウドに互いに対向する作用面が設けられ、前記摩擦減衰部材は前記接触保持手段により前記内側シュラウドの各作用面に接触することを特徴とする流体機械。
【請求項３】
請求項２に記載の流体機械において、前記内側シュラウドに設けられた作用面は、前記内側シュラウドの隣接方向に対して互いに逆方向に傾斜した傾斜面であり、前記摩擦減衰部材が前記各傾斜面に接触することで、隣接する前記内側シュラウド同士が離間する方向に付勢支持されていることを特徴とする流体機械。
【請求項４】
請求項２または３に記載の流体機械において、前記内側シュラウドに設けられた作用面と、該各作用面に接触する前記摩擦減衰部材の接触面との少なくともいずれか一方が曲面であることを特徴とする流体機械。
【請求項５】
請求項２または３に記載の流体機械において、前記摩擦減衰部材は、前記隣接する一方の内側シュラウドの作用面に対して面接触し、前記隣接する他方の内側シュラウドの作用面に対して線接触することを特徴とする流体機械。
【請求項６】
請求項２から５のいずれか一つに記載の流体機械において、隣接する前記内側シュラウドに互いに対向する凹部が設けられ、前記摩擦減衰部材が該各凹部内に収容されると共に、該各凹部に形成された前記各作用面に接触することで、前記複数の内側シュラウドが円環状に連結されることを特徴とする流体機械。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一つに記載の流体機械において、前記接触保持手段は、前記摩擦減衰部材を隣接する前記各内側シュラウドに圧接させる弾性部材であることを特徴とする流体機械。
【請求項８】
請求項１に記載の流体機械において、隣接する前記内側シュラウドに互いに対向する作用面が設けられ、前記摩擦減衰部材は前記接触保持手段としての弾性力を有し、該摩擦減衰部材は自身の弾性力により前記内側シュラウドの各作用面に圧接することを特徴とする流体機械。
【請求項９】
請求項８に記載の流体機械において、前記摩擦減衰部材は、Ｃ形断面をなすばねチューブ部材であることを特徴とする流体機械。
【請求項１０】
請求項８に記載の流体機械において、前記摩擦減衰部材は、Ｖ形形状をなすばね部材であることを特徴とする流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体機械に関し、特に、静翼とこれを支持するシュラウドとの相対的な振動を減衰させる構造を有する流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、流体機械としてのガスタービンは、圧縮機と燃焼器とタービンにより構成されており、空気取入口から取り込まれた空気が圧縮機によって圧縮されることで高温・高圧の圧縮空気となり、燃焼器にて、この圧縮空気に対して燃料を供給して燃焼させ、作動流体である高温・高圧の燃焼ガスがタービンを駆動し、このタービンに連結された発電機を駆動する。この場合、タービンは、車室内に複数の静翼及び動翼が交互に配設されて構成されており、燃焼ガスにより動翼を駆動することで発電機の連結される出力軸を回転駆動している。
【０００３】
ところで、複数の静翼及び動翼から構成されるタービンでは、各静翼の端部が車室に固定される円環状に配列された内側シュラウド及び外側シュラウドに支持されており、各シュラウド間には、運転時に相対的な微少振動が生ずる。例えば、ガスタービンの運転時にはガス流動方向の上流側に位置する動翼から流出する流体が、静翼に対して時間的に変化する外力として作用して振動が発生する。特に、外力の周波数と静翼の固有振動数が一致した場合には、過大な振動が発生する。複数の静翼の内側シュラウドが独立してホルダにより連結されている場合、この振動によって連結部に相対変位が発生し、摩擦抵抗によって減衰が若干付加されるものの、長期的にこの連結部の摩耗が進行してしまうという問題が発生する。
【０００４】
そのため、各内側シュラウド同士を電子ビーム溶接により一体的に隙間なく連結する手法が適用されることで、長期的な摩耗の進行を抑制することが考えられている。ところが、各内側シュラウド同士を電子ビーム溶接により完全に固定してしまうと、摩擦抵抗によって振動を減衰することができず、内側シュラウドの破損などを招いてしまう。また、電子ビーム溶接により各内側シュラウド同士を連結すると、溶接による熱変形が作用し、残留応力を取り除くために焼鈍工程が必要となり、製造コストが増加すると共に製造時間も長くなってしまう。
【０００５】
そこで、翼の基端部にダンパ装置を装着することで振動を減衰するものが、例えば、下記特許文献１に提案されている。この特許文献１に記載されたダンパ装置は、ガスタービンのコンプレッサ用ステータ部における内側シュラウドセグメントの内径部と、ハニカムシール構造のバックリングセグメントの外径部との間に形成される環状キャビティに適合可能に弧状に曲成した金属ばね材料からなる断面Ｅ字形ダンパを嵌装するものである。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３４６７０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献１に記載されたダンパ装置では、複数のベーンを内側シュラウドセグメントに固定し、この内側シュラウドセグメントが断面Ｅ字形ダンパを介してバックリングセグメントに固定されている。この場合、バックリングセグメントから内側シュラウドセグメントに伝達される振動は断面Ｅ字形ダンパにより減衰することはできるが、各ベーンが内側シュラウドセグメントに固定されているため、各ベーン間での振動による共振を減衰することができないという問題がある。
【０００８】
本発明は上述した課題を解決するものであり、静翼に作用する振動を確実に減衰して耐久性の向上を図った流体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】
【０００９】
上記の目的を達成するための請求項１の発明の流体機械は、流体通路に設けられた複数の静翼と、該静翼の基端部を支持して円環状に配設された複数の内側シュラウドと、前記静翼の先端部を支持して円環状に配設された複数の外側シュラウドと、隣接する前記内側シュラウド間に配設された摩擦減衰部材と、該摩擦減衰部材を隣接する前記各内側シュラウドに接触させるように保持する接触保持手段とを具えたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２の発明の流体機械では、隣接する前記内側シュラウドに互いに対向する作用面が設けられ、前記摩擦減衰部材は前記接触保持手段により前記内側シュラウドの各作用面に接触することを特徴としている。
【００１１】
請求項３の発明の流体機械では、前記内側シュラウドに設けられた作用面は、前記内側シュラウドの隣接方向に対して互いに逆方向に傾斜した傾斜面であり、前記摩擦減衰部材が前記各傾斜面に接触することで、隣接する前記内側シュラウド同士が離間する方向に付勢支持されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項４の発明の流体機械では、前記内側シュラウドに設けられた作用面と、該各作用面に接触する前記摩擦減衰部材の接触面との少なくともいずれか一方が曲面であることを特徴としている。
【００１３】
請求項５の発明の流体機械では、前記摩擦減衰部材は、前記隣接する一方の内側シュラウドの作用面に対して面接触し、前記隣接する他方の内側シュラウドの作用面に対して線接触することを特徴としている。
【００１４】
請求項６の発明の流体機械では、隣接する前記内側シュラウドに互いに対向する凹部が設けられ、前記摩擦減衰部材が該各凹部内に収容されると共に、該各凹部に形成された前記各作用面に接触することで、前記複数の内側シュラウドが円環状に連結されることを特徴としている。
【００１５】
請求項７の発明の流体機械では、前記接触保持手段は、前記摩擦減衰部材を隣接する前記各内側シュラウドに圧接させる弾性部材であることを特徴としている。
【００１６】
請求項８の発明の流体機械では、隣接する前記内側シュラウドに互いに対向する作用面が設けられ、前記摩擦減衰部材は前記接触保持手段としての弾性力を有し、該摩擦減衰部材は自身の弾性力により前記内側シュラウドの各作用面に圧接することを特徴としている。
【００１７】
請求項９の発明の流体機械では、前記摩擦減衰部材は、Ｃ形断面をなすばねチューブ部材であることを特徴としている。
【００１８】
請求項１０の発明の流体機械では、前記摩擦減衰部材は、Ｖ形形状をなすばね部材であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１の発明の流体機械によれば、流体通路に設けられた複数の静翼の基端部を円環状に配設された各内側シュラウドにより支持し、先端部を円環状に配設された各外側シュラウドと支持し、隣接する内側シュラウド間に摩擦減衰部材を配設し、この摩擦減衰部材が隣接する各内側シュラウドに接触させるように接触保持手段により保持したので、各内側シュラウドに伝達された振動により、互いに接触状態にある内側シュラウドと摩擦減衰部材とが相対移動して摩擦が発生することで、振動エネルギが熱エネルギに変換されることとなり、内側シュラウドの振動応答を低減することができ、静翼に作用する振動を確実に減衰して耐久性の向上を図ることができる。
【００２０】
請求項２の発明の流体機械によれば、隣接する前記内側シュラウドに互いに対向する作用面を設け、摩擦減衰部材は接触保持手段により内側シュラウドの各作用面に接触するので、摩擦減衰部材が隣接する内側シュラウドの各作用面に接触することで、内側シュラウドと摩擦減衰部材とを相対移動させて摩擦を発生することで、確実に振動エネルギを熱エネルギに変換することができる。
【００２１】
請求項３の発明の流体機械によれば、内側シュラウドに設けられた作用面を内側シュラウドの隣接方向に対して互いに逆方向に傾斜した傾斜面とし、摩擦減衰部材が各傾斜面に接触することで、隣接する内側シュラウド同士を離間する方向に付勢支持したので、摩擦減衰部材を各傾斜面に接触させて隣接する内側シュラウド同士を離間する方向に付勢することで、内側シュラウドと摩擦減衰部材との間に常時押圧力を作用させ、両者の相対移動により確実に振動エネルギを熱エネルギに変換することができる。
【００２２】
請求項４の発明の流体機械によれば、内側シュラウドに設けられた作用面と、各作用面に接触する摩擦減衰部材の接触面との少なくともいずれか一方を曲面としたので、シュラウドの作用面や摩擦減衰部材の接触面などの製造誤差、組付誤差を吸収して内側シュラウドの作用面に対して摩擦減衰部材を確実に接触させることができる。
【００２３】
請求項５の発明の流体機械によれば、摩擦減衰部材は、隣接する一方の内側シュラウドの作用面に対して面接触し、他方の内側シュラウドの作用面に対して線接触するので、シュラウドの作用面や摩擦減衰部材の接触面などの製造誤差、組付誤差を吸収して内側シュラウドの作用面に対して摩擦減衰部材を確実に接触させることができる。
【００２４】
請求項６の発明の流体機械によれば、隣接する内側シュラウドに互いに対向する凹部を設け、摩擦減衰部材を各凹部内に収容すると共に、各凹部に形成された各作用面に接触することで、複数の内側シュラウドを円環状に連結したので、摩擦減衰部材により内側シュラウドの振動を減衰することができると共に、別途ホルダを設けることなく複数の内側シュラウドを円環状に連結することができる。
【００２５】
請求項７の発明の流体機械によれば、接触保持手段を、摩擦減衰部材を隣接する各内側シュラウドに圧接する弾性部材としたので、この弾性部材により摩擦減衰部材を隣接する各内側シュラウドに圧接することで、確実に各内側シュラウドと摩擦減衰部材との接触状態を維持することができる。
【００２６】
請求項８の発明の流体機械によれば、隣接する内側シュラウドに互いに対向する作用面を設け、摩擦減衰部材に接触保持手段としての弾性力を設け、自身の弾性力により内側シュラウドの各作用面に圧接するので、摩擦減衰部材の弾性力によりこの摩擦減衰部材を隣接する内側シュラウドの各作用面に接触させることで、内側シュラウドと摩擦減衰部材とを相対移動させて摩擦を発生することで、確実に振動エネルギを熱エネルギに変換することができ、また、構造の簡素化を図ることができる。
【００２７】
請求項９の発明の流体機械によれば、摩擦減衰部材を、Ｃ形断面をなすばねチューブ部材としたので、簡単な構成で内側シュラウドと摩擦減衰部材との接触状態を維持することができる。
【００２８】
請求項１０の発明の流体機械によれば、摩擦減衰部材を、Ｖ形形状をなすばね部材としたので、簡単な構成で内側シュラウドと摩擦減衰部材との接触状態を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る流体機械の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００３０】
図１は、本発明の実施例１に係る流体機械としてのガスタービンの静翼の支持構造を表す概略図、図２は、実施例１のガスタービンの静翼及びその支持分を表す分解斜視図、図３は、実施例１のガスタービンの概略構成図、図４は、実施例１のガスタービンの静翼を表す概略図である。
【００３１】
実施例１のガスタービン(流体機械)は、図３及び図４に示すように、圧縮機１１と燃焼器１２とタービン１３と排気室１４により構成され、このタービン１３に図示しない発電機が連結されている。従って、圧縮機１１の空気取入口１５から取り込まれた空気が圧縮機１１によって圧縮されることで高温・高圧の圧縮空気となり、燃焼器１２にて、この圧縮空気に対して所定の燃料が供給されることで燃焼し、作動流体である高温・高圧の燃焼ガスが発生してタービン１３を駆動し、このタービン１３に連結された発電機を駆動する一方、排気ガスは排気室１４で浄化処理された後に大気に放出される。
【００３２】
このように構成されたガスタービンのタービン１３にて、タービン車室１６における流体通路には複数のタービン静翼１７と複数のタービン動翼１８が軸方向に交互に配設されている。この場合、タービン静翼１７は、静翼体２１の基端部が内側シュラウド２２に支持される一方、先端部が外側シュラウド２３に支持されており、各シュラウド２２，２３が円環状に配設されることで、複数の静翼体２１が内側シュラウド環２４及び外側シュラウド環２５により支持されることとなる。一方、タービン動翼１８は、動翼体の基端部が回転軸と一体のロータに支持されており、燃焼ガスによりこのタービン動翼１８を介して回転軸を回転駆動することで発電機を駆動している。
【００３３】
このように構成されたガスタービンのタービン１３におけるタービン静翼１７には、ガスタービンの運転時に、ガス流動方向の上流側に位置する動翼１８から流出する流体が時間的に変化する外力として作用することで、振動が発生する。そこで、本実施例では、この振動を減衰して各静翼体２２の支持部に作用する応力集中を抑制する構造減衰機能が付加されている。
【００３４】
即ち、図１及び図２に示すように、内側シュラウド環２４の周方向に隣接する一対の内側シュラウド２２ａ，２２ｂにて、互いに対向する面に同形状をなす凹部３１ａ，３１ｂが形成されている。そして、各内側シュラウド２２ａ，２２ｂの凹部３１ａ，３１ｂにて、内側シュラウド環２４の径方向外側には互いに対向する作用面としての平らな傾斜面３２ａ，３２ｂが形成されており、この傾斜面３２ａ，３２ｂは、内側シュラウド２２ａ，２２ｂの隣接方向に対して互いに逆方向、つまり、山型をなすように傾斜している。
【００３５】
一方、隣接する内側シュラウド２２ａ，２２ｂ間に配設される摩擦減衰部材としてのウェッジダンパ３３は、山型形状をなし、上面に傾斜面３２ａ，３２ｂに接触する平らな押圧面３４ａ，３４ｂが形成されている。そして、ウェッジダンパ３３と凹部３１ａ，３１ｂの下面との間には、このウェッジダンパ３３を隣接する内側シュラウド２２ａ，２２ｂに接触させるように保持する接触保持手段として、ウェッジダンパ３３の押圧面３４ａ，３４ｂを各内側シュラウド２２ａ，２２ｂの傾斜面３２ａ，３２ｂに圧接させる弾性部材としての板ばね３５が介装されている。
【００３６】
この場合、内側シュラウド２２ａ，２２ｂに形成された凹部３１ａ，３１ｂは、この内側シュラウド２２ａ，２２ｂの幅方向において、一方が壁部３６ａ，３６ｂにより閉塞され、他方に開口３７ａ，３７ｂが形成されて開口している。そのため、内側シュラウド２２ａ，２２ｂを接近させた状態で、ウェッジダンパ３３及び板ばね３５を開口３７ａ，３７ｂから凹部３１ａ，３１ｂ内に挿入し、この開口３７ａ，３７ｂを蓋３８により閉止し、蓋３８を固定ねじ３９により一方の内側シュラウド２２ａに取付ける。
【００３７】
このように内側シュラウド環２４を構成する全ての内側シュラウド２２にて、隣接する内側シュラウド２２間にウェッジダンパ３３及び板ばね３５を装着する。すると、各ウェッジダンパ３３は各板ばね３５の弾性力により押圧面３４ａ，３４ｂが傾斜面３２ａ，３２ｂに圧接した状態となり、隣接する内側シュラウド２２同士が離間する方向に付勢支持されることとなり、全ての内側シュラウド２２は円環状に連結され、内側シュラウド環２４を形成することができる。
【００３８】
そして、このように組み付けられたタービン静翼１７では、各ウェッジダンパ３３の押圧面３４ａ，３４ｂが隣接する内側シュラウド２２ａ，２２ｂの傾斜面３２ａ，３２ｂに圧接した状態に維持される。従って、ガスタービンの運転時に、動翼１８から流出する流体が静翼１７に対して時間的に変化する外力として作用して振動が発生し、この振動が内側シュラウド環２４に伝達されると、この振動により互いに圧接状態にある内側シュラウド２２とウェッジダンパ３３とが相対移動して摩擦が発生する。そのため、ここで振動エネルギが熱エネルギに変換されることとなり、この振動が減衰されて内側シュラウド２２から静翼体２１への振動応答が低減される。
【００３９】
このように実施例１のガスタービンにあっては、タービン１３にて、複数の静翼体２１の基端部を各内側シュラウド２２により支持し、先端部を各外側シュラウド２３により支持することで円環状のタービン静翼１７を構成し、隣接する内側シュラウド２２ａ，２２ｂ間にウェッジダンパ３３を配設し、板ばね３５によりこのウェッジダンパ３３が隣接する各内側シュラウド２２ａ，２２ｂに圧接するようにしている。
【００４０】
従って、各内側シュラウド２２ａ，２２ｂに伝達された振動により、互いに圧接状態にある内側シュラウド２２ａ，２２ｂとウェッジダンパ３３とが相対移動して摩擦が発生することで、振動エネルギが熱エネルギに変換されることとなり、振動が減衰されて内側シュラウド２２ａ，２２ｂから静翼体２１ａ，２１ｂへの振動応答を低減することができ、静翼体２１に作用する振動を確実に減衰して耐久性の向上を図ることができる。
【００４１】
また、本実施例では、隣接する内側シュラウド２２ａ，２２ｂに互いに対向する作用面としての傾斜面３２ａ，３２ｂを設け、板ばね３５によりウェッジダンパ３３の押圧面３４ａ，３４ｂがこの傾斜面３２ａ，３２ｂに接触するようにしている。従って、ウェッジダンパ３３が各傾斜面３２ａ，３２ｂに接触して隣接する内側シュラウド２２ａ，２２ｂ同士を離間する方向に付勢することで、ウェッジダンパ３３と内側シュラウド２２ａ，２２ｂとの間に常時押圧力が作用することとなり、両者の相対移動によって発生する摩擦抵抗で振動エネルギを熱エネルギに確実に変換し、静翼体２１に作用する振動を確実に減衰することができる。
【００４２】
この場合、板ばね３５によりウェッジダンパ３３の押圧面３４ａ，３４ｂを内側シュラウド２２ａ，２２ｂの傾斜面３２ａ，３２ｂに接触させており、簡単な構成で、常時、ウェッジダンパ３３と内側シュラウド２２ａ，２２ｂとの接触状態を維持することができ、また、ウェッジダンパ３３の押圧面３４ａ，３４ｂまたは内側シュラウド２２ａ，２２ｂの傾斜面３２ａ，３２ｂが磨耗しても、板ばね３５によりウェッジダンパ３３が内側シュラウド２２ａ，２２ｂ側に付勢支持されているため、長期間にわたってウェッジダンパ３３と内側シュラウド２２ａ，２２ｂとの接触状態を維持することができる。
【００４３】
また、本実施例では、隣接する内側シュラウド２２ａ，２２ｂに互いに対向する凹部３１ａ，３１ｂを設け、ウェッジダンパ３３を各凹部３１ａ，３１ｂ内に収容し、各凹部３１ａ，３１ｂに形成された各傾斜面３２ａ，３２ｂに接触させるようにしている。従って、各ウェッジダンパ３３により内側シュラウド２２ａ，２２ｂの振動を減衰することができると共に、複数の内側シュラウド２２ａ，２２ｂを容易に円環状に連結することができる。
【実施例２】
【００４４】
図５は、本発明の実施例２に係る流体機械としてのガスタービンの静翼の支持構造を表す概略図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００４５】
実施例２のガスタービンのタービン静翼において、図５に示すように、隣接する内側シュラウド２２ａ，２２ｂには、互いに対向する面に凹部３１ａ，３１ｂが形成され、上面に傾斜面３２ａ，３２ｂが形成されている。ウェッジダンパ３３は山型形状をなし、上面に傾斜面３２ａ，３２ｂに接触する押圧面３４ａ，３４ｂが形成され、各内側シュラウド２２ａ，２２ｂの凹部３１ａ，３１ｂに収容されている。そして、凹部３１ａ，３１ｂの下部には複数のねじ孔４１ａ，４１ｂが形成されており、複数の調整ねじ４２ａ，４２ｂが下方からこのねじ孔４１ａ，４１ｂに螺合し、先端部がウェッジダンパ３３の下面に当接して押し上げることで、このウェッジダンパ３３の押圧面３４ａ，３４ｂを各内側シュラウド２２ａ，２２ｂの傾斜面３２ａ，３２ｂに圧接させるように支持している。
【００４６】
この場合、図示しないが、調整ねじ４２ａ，４２ｂの螺合位置によりウェッジダンパ３３を位置決めし、押圧面３４ａ，３４ｂによる傾斜面３２ａ，３２ｂの圧接力を確保しており、調整ねじ４２ａ，４２ｂの螺合位置がずれないように、ナットやコイルばね等のストッパを設けることが望ましい。
【００４７】
そして、このように組み付けられたタービン静翼では、調整ねじ４２ａ，４２ｂにより各ウェッジダンパ３３の押圧面３４ａ，３４ｂが隣接する内側シュラウド２２ａ，２２ｂの傾斜面３２ａ，３２ｂに圧接した状態に維持される。従って、ガスタービンの運転時に、動翼１８から流出する流体が静翼１７に対して時間的に変化する外力として作用して振動が発生し、この振動が内側シュラウド環２４に伝達されると、この振動により互いに圧接状態にある内側シュラウド２２とウェッジダンパ３３とが相対移動して摩擦が発生する。そのため、ここで振動エネルギが熱エネルギに変換されることとなり、この振動が減衰されて内側シュラウド２２から静翼体２１への振動応答が低減される。
【００４８】
このように実施例２のガスタービンにあっては、隣接する内側シュラウド２２ａ，２２ｂに対向する凹部３１ａ，３１ｂを設け、ウェッジダンパ３３を各凹部３１ａ，３１ｂ内に収容し、調整ねじ４２ａ，４２ｂによりウェッジダンパ３３の押圧面３４ａ，３４ｂが各凹部３１ａ，３１ｂに形成された各傾斜面３２ａ，３２ｂに圧接するようにしている。
【００４９】
従って、各内側シュラウド２２ａ，２２ｂに伝達された振動により、互いに圧接状態にある内側シュラウド２２ａ，２２ｂとウェッジダンパ３３とが相対移動して摩擦が発生することで、振動エネルギが熱エネルギに変換されることとなり、振動が減衰されて内側シュラウド２２ａ，２２ｂから静翼体２１ａ，２１ｂへの振動応答を低減することができ、静翼体２１に作用する振動を確実に減衰して耐久性の向上を図ることができる。
【００５０】
この場合、調整ねじ４２ａ，４２ｂによりウェッジダンパ３３の押圧面３４ａ，３４ｂを内側シュラウド２２ａ，２２ｂの傾斜面３２ａ，３２ｂに接触させており、簡単な構成で、常時、ウェッジダンパ３３と内側シュラウド２２ａ，２２ｂとの接触状態を維持することができ、また、ウェッジダンパ３３の押圧面３４ａ，３４ｂまたは内側シュラウド２２ａ，２２ｂの傾斜面３２ａ，３２ｂが磨耗したときには、調整ねじ４２ａ，４２ｂによりウェッジダンパ３３の位置を調整することで、長期間にわたってウェッジダンパ３３と内側シュラウド２２ａ，２２ｂとの接触状態を維持することができる。
【実施例３】
【００５１】
図６は、本発明の実施例３に係る流体機械としてのガスタービンの静翼の支持構造を表す概略図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００５２】
実施例３のガスタービンのタービン静翼において、図６に示すように、隣接する内側シュラウド２２ａ，２２ｂには、互いに対向する面に凹部３１ａ，３１ｂが形成され、上面に傾斜面３２ａ，３２ｂが形成されている。ウェッジダンパ５１は山型形状をなし、上面には、傾斜面３２ａ，３２ｂに接触する湾曲した押圧面５２が形成され、各内側シュラウド２２ａ，２２ｂの凹部３１ａ，３１ｂに収容されている。そして、ウェッジダンパ５１と凹部３１ａ，３１ｂの下部には板ばね３５が介装されており、このウェッジダンパ５１の押圧面５２を各内側シュラウド２２ａ，２２ｂの傾斜面３２ａ，３２ｂに圧接させるように支持している。
【００５３】
そして、このように組み付けられたタービン静翼では、板ばね３５により各ウェッジダンパ５１の湾曲した押圧面５２が隣接する内側シュラウド２２ａ，２２ｂの傾斜面３２ａ，３２ｂに圧接した状態に維持される。従って、ガスタービンの運転時に、動翼１８から流出する流体が静翼１７に対して時間的に変化する外力として作用して振動が発生し、この振動が内側シュラウド環２４に伝達されると、この振動により互いに圧接状態にある内側シュラウド２２とウェッジダンパ５１とが相対移動して摩擦が発生する。そのため、ここで振動エネルギが熱エネルギに変換されることとなり、この振動が減衰されて内側シュラウド２２から静翼体２１への振動応答が低減される。
【００５４】
このように実施例３のガスタービンにあっては、隣接する内側シュラウド２２ａ，２２ｂに対向する凹部３１ａ，３１ｂを設け、ウェッジダンパ５１を各凹部３１ａ，３１ｂ内に収容し、板ばね３５によりウェッジダンパ５１の湾曲した押圧面５２が各凹部３１ａ，３１ｂに形成された各傾斜面３２ａ，３２ｂに圧接するようにしている。
【００５５】
従って、各内側シュラウド２２ａ，２２ｂに伝達された振動により、互いに圧接状態にある内側シュラウド２２ａ，２２ｂとウェッジダンパ５１とが相対移動して摩擦が発生することで、振動エネルギが熱エネルギに変換されることとなり、振動が減衰されて内側シュラウド２２ａ，２２ｂから静翼体２１ａ，２１ｂへの振動応答を低減することができ、静翼体２１に作用する振動を確実に減衰して耐久性の向上を図ることができる。このとき、ウェッジダンパ５１の湾曲した押圧面５２と内側シュラウド２２ａ，２２ｂの傾斜面３２ａ，３２ｂとは線接触状態であるため、内側シュラウド２２ａ，２２ｂの傾斜面３２ａ，３２ｂやウェッジダンパ５１の押圧面５２などの製造誤差、組付誤差を吸収することで、内側シュラウド２２ａ，２２ｂに対してウェッジダンパ５１が確実に接触することができる。
【００５６】
また、ウェッジダンパ５１の湾曲した押圧面５２が内側シュラウド２２ａ，２２ｂの傾斜面３２ａ，３２ｂに線接触状態で圧接しているが、長期の使用によりウェッジダンパ５１の押圧面５２または内側シュラウド２２ａ，２２ｂの傾斜面３２ａ，３２ｂが磨耗すると、両者は線接触状態から面接触状態に移行し、且つ、その接触面積が徐々に大きくなるため、長期間にわたってウェッジダンパ５１と内側シュラウド２２ａ，２２ｂとの接触状態を維持し、確実に静翼体２１に作用する振動を減衰することができる。
【実施例４】
【００５７】
図７は、本発明の実施例４に係る流体機械としてのガスタービンの静翼の支持構造を表す概略図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００５８】
実施例４のガスタービンのタービン静翼において、図７に示すように、隣接する内側シュラウド２２ａ，２２ｂには、互いに対向する面に凹部３１ａ，３１ｂが形成され、上面に傾斜面３２ａ，３２ｂが形成されている。ウェッジダンパ６１は山型形状をなし、上面には、一方の傾斜面３２ａに接触する平らな押圧面６２ａと、他方の傾斜面３２ｂに接触する湾曲した押圧面６２ｂとが形成され、各内側シュラウド２２ａ，２２ｂの凹部３１ａ，３１ｂに収容されている。そして、ウェッジダンパ６１と凹部３１ａ，３１ｂの下部には板ばね３５が介装されており、このウェッジダンパ６１の各押圧面６２ａ，６２ｂを各内側シュラウド２２ａ，２２ｂの傾斜面３２ａ，３２ｂに圧接させるように支持している。
【００５９】
そして、このように組み付けられたタービン静翼では、板ばね３５により各ウェッジダンパ６１の各押圧面６２ａ，６２ｂが隣接する内側シュラウド２２ａ，２２ｂの傾斜面３２ａ，３２ｂに圧接した状態に維持される。従って、ガスタービンの運転時に、動翼１８から流出する流体が静翼１７に対して時間的に変化する外力として作用して振動が発生し、この振動が内側シュラウド環２４に伝達されると、この振動により互いに圧接状態にある内側シュラウド２２とウェッジダンパ６１とが相対移動して摩擦が発生する。そのため、ここで振動エネルギが熱エネルギに変換されることとなり、この振動が減衰されて内側シュラウド２２から静翼体２１への振動応答が低減される。
【００６０】
このように実施例４のガスタービンにあっては、隣接する内側シュラウド２２ａ，２２ｂに対向する凹部３１ａ，３１ｂを設け、ウェッジダンパ５１を各凹部３１ａ，３１ｂ内に収容し、板ばね３５によりウェッジダンパ５１の押圧面６２ａ，６２ｂが各凹部３１ａ，３１ｂに形成された各傾斜面３２ａ，３２ｂにそれぞれ圧接するようにしている。
【００６１】
従って、各内側シュラウド２２ａ，２２ｂに伝達された振動により、互いに圧接状態にある内側シュラウド２２ａ，２２ｂとウェッジダンパ６１とが相対移動して摩擦が発生することで、振動エネルギが熱エネルギに変換されることとなり、振動が減衰されて内側シュラウド２２ａ，２２ｂから静翼体２１ａ，２１ｂへの振動応答を低減することができ、静翼体２１に作用する振動を確実に減衰して耐久性の向上を図ることができる。このとき、ウェッジダンパ６１の一方の平坦な押圧面６２ａと内側シュラウド２２ａの傾斜面３２ａが面接触状態となり、湾曲した押圧面６２ｂと内側シュラウド２２ｂの傾斜面３２ｂとが線接触状態となるため、所定の圧接量を確保しつつ、内側シュラウド２２ａ，２２ｂやウェッジダンパ６１などの製造誤差、組付誤差を吸収することで、内側シュラウド２２ａ，２２ｂに対してウェッジダンパ６１が確実に接触することができる。
【００６２】
また、ウェッジダンパ６１の湾曲した押圧面６２ｂが内側シュラウド２２ｂの傾斜面３２ｂに線接触状態で圧接しているが、長期の使用によりウェッジダンパ６１の押圧面６２ｂまたは内側シュラウド２２ｂの傾斜面３２ｂが磨耗すると、両者は線接触状態から面接触状態に移行し、且つ、その接触面積が徐々に大きくなるため、長期間にわたってウェッジダンパ６１と内側シュラウド２２ａ，２２ｂとの接触状態を維持し、確実に静翼体２１に作用する振動を減衰することができる。
【００６３】
なお、内側シュラウド２２ａ，２２ｂとその反対側の隣接する図示しない内側シュラウドに対しても、同様に、ウェッジダンパ６１の平坦な押圧面６２ａと湾曲した押圧面６２ｂが圧接している。即ち、内側シュラウド２２に対して一側からは押圧面６２ａが圧接し、他側からは湾曲した押圧面６２ｂが圧接しており、内側シュラウド環２４に対して周方向に均一な圧接力が作用している。
【００６４】
なお、上述した実施例３、４では、内側シュラウド２２ａ，２２ｂに平坦な傾斜面３２ａ，３２ｂを形成する一方、ウェッジダンパ５１，６１に湾曲した押圧面５２ａ，６２ｂを形成したが、この構成に限るものではない。例えば、内側シュラウドに突出して湾曲した傾斜面を形成する一方、ウェッジダンパに平坦な押圧面を形成してもよく、内側シュラウドとウェッジダンパの両方に突出して湾曲した傾斜面及び押圧面を形成してもよい。
【実施例５】
【００６５】
図８は、本発明の実施例５に係る流体機械としてのガスタービンの静翼の支持構造を表す概略図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００６６】
実施例５のガスタービンのタービン静翼において、図８に示すように、隣接する内側シュラウド２２ａ，２２ｂには、その内周面に互いに対向する凹部７１ａ，７１ｂが形成され、対向する面に傾斜面７２ａ，７２ｂが形成されている。２つのウェッジダンパ７３は楔形状をなし、各内側シュラウド２２ａ，２２ｂの凹部７１ａ，７１ｂに収容されて傾斜面７２ａ，７２ｂに接触可能となっている。そして、各ウェッジダンパ７３と凹部７１ａ，７１ｂとの間にはスプリング７４が介装されており、このウェッジダンパ７３を各内側シュラウド２２ａ，２２ｂの傾斜面７２ａ，７２ｂに圧接させるように付勢している。そして、凹部７１ａ，７１ｂを被覆するように蓋７５が装着されている。
【００６７】
そして、このように組み付けられたタービン静翼では、スプリング７４により各ウェッジダンパ７３互いに接近する方向に付勢され、隣接する内側シュラウド２２ａ，２２ｂの傾斜面７２ａ，７２ｂに圧接した状態に維持される。従って、ガスタービンの運転時に、動翼１８から流出する流体が静翼１７に対して時間的に変化する外力として作用して振動が発生し、この振動が内側シュラウド環２４に伝達されると、この振動により互いに圧接状態にある内側シュラウド２２と各ウェッジダンパ７３とが相対移動して摩擦が発生する。そのため、ここで振動エネルギが熱エネルギに変換されることとなり、この振動が減衰されて内側シュラウド２２から静翼体２１への振動応答が低減される。
【００６８】
このように実施例５のガスタービンにあっては、隣接する内側シュラウド２２ａ，２２ｂに対向する凹部７１ａ，７１ｂを設け、ウェッジダンパ７１を各凹部７１ａ，７１ｂ内に収容し、スプリング７４により各ウェッジダンパ７３が各凹部７１ａ，７１ｂに形成された各傾斜面７２ａ，７２ｂに圧接するようにしている。
【００６９】
従って、各内側シュラウド２２ａ，２２ｂに伝達された振動により、互いに圧接状態にある内側シュラウド２２ａ，２２ｂとウェッジダンパ７３とが相対移動して摩擦が発生することで、振動エネルギが熱エネルギに変換されることとなり、振動が減衰されて内側シュラウド２２ａ，２２ｂから静翼体２１ａ，２１ｂへの振動応答を低減することができ、静翼体２１に作用する振動を確実に減衰して耐久性の向上を図ることができる。
【実施例６】
【００７０】
図９は、本発明の実施例６に係る流体機械としてのガスタービンの静翼の支持構造を表す概略図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００７１】
実施例６のガスタービンのタービン静翼において、図９に示すように、隣接する内側シュラウド２２ａ，２２ｂには、互いに対向する面に凹部８１ａ，８１ｂが形成され、この凹部８１ａ，８１ｂ内に対向する作用面８２ａ，８２ｂが形成されている。摩擦減衰部材及び接触保持手段として機能するチューブ部材８３はＣ形断面をなすばね部材であり、各内側シュラウド２２ａ，２２ｂの凹部８１ａ，８１ｂに収容されている。そして、このチューブ部材８３は、自身の弾性力により各内側シュラウド２２ａ，２２ｂの作用面８２ａ，８２ｂに圧接するように支持されている。
【００７２】
そして、このように組み付けられたタービン静翼では、チューブ部材８３が隣接する内側シュラウド２２ａ，２２ｂの作用面８２ａ，８２ｂに圧接した状態に維持される。従って、ガスタービンの運転時に、動翼１８から流出する流体が静翼１７に対して時間的に変化する外力として作用して振動が発生し、この振動が内側シュラウド環２４に伝達されると、この振動により互いに圧接状態にある内側シュラウド２２とチューブ部材８３とが相対移動して摩擦が発生する。そのため、ここで振動エネルギが熱エネルギに変換されることとなり、この振動が減衰されて内側シュラウド２２から静翼体２１への振動応答が低減される。
【００７３】
このように実施例６のガスタービンにあっては、隣接する内側シュラウド２２ａ，２２ｂに対向する凹部８１ａ，８１ｂを設け、チューブ部材８３を各凹部８１ａ，８１ｂ内に収容し、自身の弾性力によりチューブ部材８３が各凹部８１ａ，８１ｂの作用面８２ａ，８２ｂに圧接するようにしている。
【００７４】
従って、各内側シュラウド２２ａ，２２ｂに伝達された振動により、互いに圧接状態にある内側シュラウド２２ａ，２２ｂとチューブ部材８３とが相対移動して摩擦が発生することで、振動エネルギが熱エネルギに変換されることとなり、振動が減衰されて内側シュラウド２２ａ，２２ｂから静翼体２１ａ，２１ｂへの振動応答を低減することができ、静翼体２１に作用する振動を確実に減衰して耐久性の向上を図ることができる。また、チューブ部材８３が摩擦減衰部材及び接触保持手段として機能することで、部品点数を減少して構造の簡素化を図ることができる。
【実施例７】
【００７５】
図１０は、本発明の実施例７に係る流体機械としてのガスタービンの静翼の支持構造を表す概略図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００７６】
実施例７のガスタービンのタービン静翼において、図１０に示すように、隣接する内側シュラウド２２ａ，２２ｂには、その内周面に互いに対向する凹部９１ａ，９１ｂが形成され、対向する面に作用面９２ａ，９２ｂが形成されている。摩擦減衰部材及び接触保持手段として機能するばね部材９３はＶ字形状をなし、各内側シュラウド２２ａ，２２ｂの凹部９１ａ，９１ｂに収容されている。そして、このばね部材９３は、自身の弾性力により各アーム部９３ａ，９３ｂが各内側シュラウド２２ａ，２２ｂの作用面９２ａ，９２ｂに圧接するように支持されている。そして、凹部９１ａ，９１ｂを被覆するように蓋９４が装着されている。
【００７７】
そして、このように組み付けられたタービン静翼では、ばね部材９３の各アーム部９３ａ，９３ｂが隣接する内側シュラウド２２ａ，２２ｂの作用面９２ａ，９２ｂに圧接した状態に維持される。従って、ガスタービンの運転時に、動翼１８から流出する流体が静翼１７に対して時間的に変化する外力として作用して振動が発生し、この振動が内側シュラウド環２４に伝達されると、この振動により互いに圧接状態にある内側シュラウド２２とばね部材９３とが相対移動して摩擦が発生する。そのため、ここで振動エネルギが熱エネルギに変換されることとなり、この振動が減衰されて内側シュラウド２２から静翼体２１への振動応答が低減される。
【００７８】
このように実施例７のガスタービンにあっては、隣接する内側シュラウド２２ａ，２２ｂに対向する凹部９１ａ，９１ｂを設け、ばね部材９３を各凹部９１ａ，９１ｂ内に収容し、自身の弾性力によりばね部材９３の各アーム部９３ａ，９３ｂが各凹部９１ａ，９１ｂの作用面９２ａ，９２ｂに圧接するようにしている。
【００７９】
従って、各内側シュラウド２２ａ，２２ｂに伝達された振動により、互いに圧接状態にある内側シュラウド２２ａ，２２ｂとばね部材９３とが相対移動して摩擦が発生することで、振動エネルギが熱エネルギに変換されることとなり、振動が減衰されて内側シュラウド２２ａ，２２ｂから静翼体２１ａ，２１ｂへの振動応答を低減することができ、静翼体２１に作用する振動を確実に減衰して耐久性の向上を図ることができる。また、ばね部材９３が摩擦減衰部材及び接触保持手段として機能することで、部品点数を減少して構造の簡素化を図ることができる。
【００８０】
なお、本発明の流体機械は、静翼の基端部を支持する内側シュラウド間に摩擦減衰部材を配設し、この摩擦減衰部材を接触保持手段により隣接する各内側シュラウドに接触させるように保持するものであり、摩擦減衰部材及び接触保持手段の形状は上述した各実施例に限定されるものではなく、内側シュラウドなどの形状に応じて適宜変更して用いればよいものである。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明に係る流体機械は、静翼を支持して隣接する内側シュラウド間に摩擦減衰部材を配設し、接触保持手段によりこの摩擦減衰部材を各内側シュラウドに接触させることで構造減衰機能を付加するようにしたものであり、いずれの種類の流体機械にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】発明の実施例１に係る流体機械としてのガスタービンの静翼の支持構造を表す概略図である。
【図２】実施例１のガスタービンの静翼及びその支持分を表す分解斜視図である。
【図３】実施例１のガスタービンの概略構成図である。
【図４】実施例１のガスタービンの静翼を表す概略図である。
【図５】本発明の実施例２に係る流体機械としてのガスタービンの静翼の支持構造を表す概略図である。
【図６】本発明の実施例３に係る流体機械としてのガスタービンの静翼の支持構造を表す概略図である。
【図７】本発明の実施例４に係る流体機械としてのガスタービンの静翼の支持構造を表す概略図である。
【図８】本発明の実施例５に係る流体機械としてのガスタービンの静翼の支持構造を表す概略図である。
【図９】本発明の実施例６に係る流体機械としてのガスタービンの静翼の支持構造を表す概略図である。
【図１０】本発明の実施例７に係る流体機械としてのガスタービンの静翼の支持構造を表す概略図である。
【符号の説明】
【００８３】
１１  圧縮機
１２  燃焼器
１３  タービン
１６  タービン車室
１７  タービン静翼
１８  タービン動翼
２１，２１ａ，２１ｂ  静翼体（静翼）
２２，２２ａ，２２ｂ  内側シュラウド
２３  外側シュラウド
２４  内側シュラウド環
２５  外側シュラウド環
３１ａ，３１ｂ，７１ａ，７１ｂ，８１ａ，８１ｂ，９１ａ，９１ｂ  凹部
３２ａ，３２ｂ，７２ａ，７２ｂ  傾斜面（作用面）
３３，５１，６１，７３  ウェッジダンパ（摩擦減衰部材）
３４ａ，３４ｂ，５２，６２ａ，６２ｂ  押圧面
３５  板ばね（接触保持手段）
３８，７５，９４  蓋
４２ａ，４２ｂ  調整ねじ（接触保持手段）
７４  スプリング（接触保持手段）
８２ａ，８２ｂ，９２ａ，９２ｂ  作用面
８３  チューブ部材（摩擦減衰部材、接触保持手段）
９３  ばね部材（摩擦減衰部材、接触保持手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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