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KR101857314B1 - 가스 터빈 블레이드 감쇠 방법 및 상기 감쇠 방법을 실행하기 위한 진동 댐퍼 - Google Patents

가스 터빈 블레이드 감쇠 방법 및 상기 감쇠 방법을 실행하기 위한 진동 댐퍼 Download PDF

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KR101857314B1
KR101857314B1 KR1020137018823A KR20137018823A KR101857314B1 KR 101857314 B1 KR101857314 B1 KR 101857314B1 KR 1020137018823 A KR1020137018823 A KR 1020137018823A KR 20137018823 A KR20137018823 A KR 20137018823A KR 101857314 B1 KR101857314 B1 KR 101857314B1
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KR
South Korea
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plate
platform
damper
vibration damper
blade
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장-뤽 피에르 사오르
미셸 프랑소와 레옹 보꿰스트
Original Assignee
사프란 헬리콥터 엔진스
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Publication date
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Abstract

본 발명은, 댐퍼의 리세스의 지탱 표면들에 꼭 맞는 가요성을 제공하면서도, 터빈 특히 저속 터빈의 진동에 있어서, 미리 정해진 공진을 감쇠할 수 있는 최적-매스 댐퍼를 터빈 휠에 제공하는 데 관한 것이다. 이를 위하여, 본 발명은 마찰력을 조절하기 위한 매스 부분 및 플랫폼에 대해 클램핑고정하기 위한 가요성 부분에 의해 매스 및 가요성 기능을 분리하는 방법을 포함한다. 본 발명에 따른 진동 댐퍼(2)는 특히 플레이트(10)와 균형추(12)를 포함한다. 상기 플레이트(10)는 균형추(12)보다 실질적으로 더 얇은 금속 시트로부터 스탬핑된다. 플레이트(10)는 균형추(12)의 하나의 표면을 적어도 부분적으로 둘러싸면서도 휠의 블레이드의 플랫폼과 유연하게 접촉할 수 있는 상측벽(101)을 가진다. 본 발명은 특히 터빈 엔진, 팬, 또는 블레이드가 장착된 BP 컴프레서의 터빈의 휠 용도로 사용될 수 있다.

Description

가스 터빈 블레이드 감쇠 방법 및 상기 감쇠 방법을 실행하기 위한 진동 댐퍼{METHOD FOR DAMPING A GAS-TURBINE BLADE, AND VIBRATION DAMPER FOR IMPLEMENTING SAME}
본 발명은 가스 터빈 휠 위에 장착된 블레이드에 대한 감쇠 방법, 및 이러한 방법을 실행하도록 구성된 진동 댐퍼에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 터빈 엔진의 터빈 휠에 관한 것으로서, 블레이드 삽입체(blade insert)를 가진 저압 컴프레서와 팬에도 적용될 수 있다.
가스 터빈은 하나 이상의 컴프레서 구동 터빈을 포함하는데, 상기 컴프레서는 연소 챔버 입구에서 압축 공기를 전달한다. 터빈 스테이지(turbine stage)들을 포함하는 이동식 로터의 블레이드는 연소 후에 챔버로부터 배출된 고온의 가스와 접촉함으로써 온도가 높게 상승된다. 그 뒤, 고온의 가스는 링 컨덕트(ring conduct)에 의해 채널이 형성된(channeled) 섹션 내에서 순환되며(circulate) 상기 섹션 내에 배열된 터빈 로터 블레이드를 회전시킨다.
따라서, 상부에 배열된 디스크들의 림(rim)과 블레이드는 급격한 냉각을 필요로 한다. 블레이드 냉각 수단은 일반적으로 블레이드에 대해 내부에 위치된 냉각 회로(cooling circuit) 내에서 순환하는 공기 흐름에 의해 형성된다. 냉각 공기는 외부로부터 유입되거나 및/또는 터빈 스테이지(turbine stage)에 대한 컴프레서 스테이지(compressor stage)의 공기 분할(air fraction)로부터 유입된다. 또한, 디스크 주위로 공기가 순환되면 디스크의 하위면(downstream face)이 냉각될 수 있게 한다.
이러한 가스 흐름과 블레이드 회전의 동적 여기상태(dynamical excitation)가 존재하면 진동 현상이 발생한다. 이러한 진동을 제한하기 위하여, 블레이드에는 블레이드 플랫폼(blade platform) 밑에 베어링 댐퍼(bearing damper)들이 구비되며, 상기 플랫폼들은 로터 레벨에서 공기 섹션(air section)의 내부 남북선(internal meridian line)을 형성한다.
이러한 댐퍼들은 일반적으로 다소 중요한 컷오프 에지(cutoff edge)들로 스탬핑되는(stamped) 소형의 금속 시트(metal sheet)로서 형태가 형성되며, 진동하고 있는 플랫폼들과 블레이드들의 운동에 의해 생성된 에너지는 플랫폼에 대해 상기 금속 시트의 마찰에 의해 분산된다(dissipated). 플랫폼과 블레이드들이 운동할 때, 금속 시트들은 원심력에 의해 플랫폼에 대해 클램프고정되며, 마찰 현상(friction phenomenon)은 슬라이딩 이동 단계(sliding phase)와 부착 단계(adherence phase) 사이에서 플랫폼과 교대로 발생된다(alternating). 플랫폼과 댐퍼 사이가 더욱 더 꼭 맞게 되면(adaptation) 더 우수하게 감쇠된다. 이러한 탄성 마찰 댐퍼(resilient friction damper)는 예를 들어 특허공보 제FR　2,503,24호에 기술된다.
특히 금속 시트의 공진 속도(resonance speed)에서 보았을 때 금속 시트가 겪을 수 있는 동적 여기상태와 블레이드의 진동 상태에 따라, 0.2mm 내지 0.7mm 사이의 금속 시트 두께가 선택된다. 각각의 진동에 있어서 공진을 정밀하게 감쇠시킬 수 있도록 하기 위하여, 터빈 공진 유형과 터빈 회전 속도 범위 및 그 외의 다른 설계 기준(기하학적 형상, 재료 등)을 고려하여, 최적 매스(optimal mass)가 형성된다. 특히, 저속 터빈 또는 저압 공기 흐름의 경우, 최적 매스는 고속 터빈의 매스보다 실질적으로 더 크다.
따라서, 작은 기계 하중(mechanical load)을 가진 다단 자유 터빈(multistage free turbine)과 결합된 파워 터빈에서, 소위 저속 터빈의 속도(30,000rpm 이하의)는 1단 터빈의 빠른 속도(약 35,000 내지 45,000rpm)보다 실질적으로 더 낮다. 더욱이, 트윈 스테이지 터빈(twin stage turbine)은 보다 더 많은 비슷한 블레이드(예를 들어, 40 내지 60개의 블레이드)를 가지며 따라서 이러한 블레이드들 사이의 더 적은 인터-플랫폼 공간(inter-platform space)을 가진다.
따라서, 이러한 기술을 사용하여 최적 매스에 도달하며 마찰력을 조절하는 것이 점점 더 어렵게 된다. 게다가, 하우징 리세스(housing recess)가 사용될 때, 더 두꺼운, 가령, 예컨대, 1mm보다 더 두꺼운 금속 시트가 사용되면 에너지 분산뿐만 아니라 금속 시트 가요성에 바람직하지 못하며, 즉 원심력장(centrifugal field) 하에서 왜곡될 수 있는 커패시티(capacity), 따라서 마찰 및 진동 흡수 성질에 바람직하지 못하다. 플랫폼 하에서, 마모 지점(wear point)의 매우 국부적인 외형(very localized appearance)은 플랫폼들과 댐퍼들 사이의 접촉 영역이 좋지 않게 분포되었다는 사실을 보여준다.
이러한 상태에서, 일반적인 저속 터빈에서 진동에 대해 형성된 최적 매스에 대해 형성될 수 있는 비호환성(incompatibility), 댐퍼 가요성(damper flexibility) 및 마찰 품질(friction quality)이 증가되려 한다. 실제로, 저속 터빈의 경우 플랫폼 사이의 감소된 공간 내에 수용된 더 두껍고 두꺼운 금속 시트를 사용하면, 댐퍼 가요성이 저하되고 블레이드/댐퍼 접촉에 대한 맞춤(adaptation)이 저하되어 감쇠작용이 저하된다.
본 발명의 목적은 터빈, 특히, 저속 터빈의 진동에 따른 공진(resonance)을 감쇠시키도록 구성된 최적 매스(optimum mass)를 가진 댐퍼(damper)를 제공함으로써 앞에서 기술된 비호환성을 제거하면서도, 댐퍼의 하우징의 지탱 표면(bearing surface)에 꼭 맞추도록 가요성을 보조하는 데 있다. 이를 위하여, 본 발명은 매스 및 가요성 기능(flexibility function)을 분리하는 것을 고려한다.
보다 구체적으로, 본 발명의 목적은 가스 터빈의 저속 휠 디스크(wheel disk) 위에 장착된 블레이드 감쇠 방법을 제공하는 데 있으며, 상기 터빈은 진동 댐퍼(vibration damper)들을 수용하도록 구성된 블레이드들의 플랫폼(platform) 밑에 하우징들을 가진다. 상기 감쇠 방법은, 클램핑 작용을 통해 플랫폼에 대해 마찰력을 안내할 수 있도록 집중 효과(concentrating effort)를 위해 가요성 부분이 플랫폼과 매스 부분에 대해 독립 방식으로 클램프고정하는 단계, 상기 부분들을 가역 방식으로(in reversible way) 함께 결합시키는 단계, 및 이렇게 형성된 댐퍼들을 전용 하우징 내에서 두 부분 내에 삽입하는 단계로 구성된다.
상기 부분들은 플랫폼에 대해 가요성 부분의 하나 이상의 클램핑 영역을 통해 매스 부분을 적어도 부분적으로 둘러쌈으로써 결합된다. 상기 가요성 부분은 요구되는 접촉 수준에 꼭 맞도록 충분히 가요성이며; 가령, 예를 들어, 정확하지 않은 위치배열(positioning)에 대해 상쇄하도록, 한 블레이드로부터 다른 블레이드로 플랫폼 밑에서 기하학적 형상을 분포되게끔 맞추도록 또는 주조 공차(casting tolerance)을 상쇄시키도록(neutralize) 충분히 가요적이다. 매스 부분은 상이한 또 다른 재료 매스를 통해 변경될 수 있거나 감쇠 부족(damping deficit)의 경우 여분의 매스를 추가하여 증가될 수 있다.
또한, 본 발명은 위에서 언급한 방법을 실행하도록 구성된 진동 댐퍼에 관한 것이다. 이러한 댐퍼는 플레이트(plate)와 하나 이상의 균형추(counterweight)를 포함하며, 상기 플레이트는 균형추보다 실질적으로 더 얇은 금속 시트로부터 스탬핑된다(stamped). 이러한 플레이트는 균형추의 한 면을 적어도 부분적으로 둘러싸면서도 하나 이상의 블레이드 플랫폼 특히 2개의 인접한 블레이드의 플랫폼들과 유연하게 접촉할 수 있는(flexibly contacting) 벽을 가진다.
바람직한 실시예들에 따르면:
- 플레이트의 재료는 조절된 접촉상태(adjusted contact)가 될 수 있도록 구성되는 지탱 표면(bearing surface) 중 하나보다 더 부드러우며;
- 플레이트는 균형추를 둘러싸도록 구성된 2개 이상의 굽힘 암(bent arm)을 가지고;
- 균형추는 중앙 부분에 의해 연결된 2개의 파일(pile)을 포함하며, 상기 중앙 부분은 플레이트의 클램핑 암(clamping arm)을 수용하도록 구성되며;
- 플레이트는 0.1mm 내지 0.6mm 사이의 두께를 가지며 균형추는 1mm 내지 6mm 사이의 두께, 바람직하게는 2mm 내지 3mm 사이의 두께를 가진다.
본 발명의 그 외의 다른 특징들과 이점들은 밑에서 기술된 대표적인 실시예들의 상세한 설명을 읽음으로써 명백해질 것이며, 여기서:
- 도 1은 본 발명에 따른 댐퍼들이 구비된 터빈 휠의 한 예의 전체적인 세로방향 섹션을 도시한 도면이고;
- 도 2a 및 2b는 균형추와 플레이트를 포함하는 대표적인 댐퍼를 도시한 투시도 및 저면도이며;
- 도 3은 본 발명에 따른 댐퍼들이 구비된 터빈 휠의 일부분을 도시한 투시도이다.
도면을 보면, 용어 "전방(front)" 및 "후방(rear)"은 중앙의 회전축(X'X)에 의해 정의된 방향에 대해 "앞에 있는" 그리고 "뒤에 있는" 요소를 가리킨다.
도 1은 본 발명에 따른 진동 댐퍼(2)와 일체구성된 자유 터빈 휠(1)을 전반적으로 예시하는 단면도이다. 상기 터빈 휠(1)은 터빈축(X'X)에 따라 주기적으로 반복되도록 표시되고 블레이드(4)의 전나무 풋(fir tree feet)가 장착되는 주변(periphery) 위에 있는 중앙 디스크(3)를 포함한다. 블레이드(4)의 공기역학적 프로파일과 전나무 풋 사이에 플랫폼(5)들이 위치되며, 상기 전나무 풋은 풋 일(foot one)에 상호보완적인 형태로 중앙 디스크(3)의 주변의 공동(cavity) 내에 삽입된다. 블레이드들의 브레이크 패드(31)는 블레이드의 공동 내에 풋을 고정시킬 수 있도록 삽입된다. 이러한 브레이크 패드들은 구성에 따라 그 외의 다른 축방향 제동 시스템(axial braking system), 가령, 로크 와이어(lock wire), 리벳(rivet), 로크 링(lock ring) 또는 플랜지(flange) 또는 이와 균등한 장치로 대체될 수 있는 것이 바람직하다.
각각의 진동 댐퍼(2)는 하나의 플랫폼(5), 2개의 인접한 블레이드 풋 지주(blade foot stilt)(4) 및 하나의 후방 패드(31)에 의해 경계가 정해진 하우징(20) 내에 일체구성된다(integrated). 플랫폼(5)은, 축방향 단부 위에서, 하우징 내의 진동 댐퍼(2)의 전방 및 후방 축방향 로크 스티프너(lock stiffener)(51, 52)를 형성되는 프로파일을 나타낸다.
도 2a 및 2b를 보면, 본 발명에 따른 대표적인 진동 댐퍼(2)가, 중앙 부분에서 높이 "H"에 따라 5 내지 6mm이며 횡단 두께(cross thickness) "e"에 따라 두께가 실질적으로 더 큰, 여기서는, 두께가 3mm인 균형추(12) 및 두께가 작은, 여기서는, 두께가 0.2mm인 플레이트(10)의 조합으로서 보다 정밀하게 도시된다.
상기 플레이트(10)는 균형추(12) 특히 균형추의 상측면(121) 거의 전부를 부분적으로 가리는 얇은 벽을 형성한다. 플레이트-균형추 조립체의 최대 높이(Hm) 및 전체 형태는 플레이트-균형추 조립체가 플랫폼의 전방 및 후방 축방향 로크 스티프너(51, 52) 사이의 제 위치에 배치되도록 결정된다(도 1 참조).
균형추(12)는 균형추의 위치에 의해 터빈 디스크 내에 형성된 잔체 기준점(referential) 내에 표시되는데(marked out), 반경 방향에서의 중앙 높이 "H"는 디스크의 직경(Z'Z)을 가리키며, 길이 "L"는 터빈의 회전축(X'X)에 대해 평행하고, 횡단 두께는 "e"는 균형추가 수용되는 디스크 림의 링 섹터의 접촉점에서 접선(Y'Y)에 의해 포함된다(carried). 용어 "상측(upper)", "하측(lower)" 또는 심지어 "위에 있는" 그리고 "밑에 있는"은 균형추의 기준점을 가리킨다.
균형추는 천장(vault)(V1)에 의해 연결된 2개의 파일(P1, P2)를 포함하는 전체적으로 아치 형태를 가지는데, 상기 천장의 상측 부분은 균형추의 상측면(121)과 일치한다. 상측면(121)과 하측면(125) 사이에서 천장(V1)의 높이는 중앙 부분에서 균형추(12)의 두께를 형성한다.
또한, 플레이트(10)는 균형추(12)의 상측면(121) 위에 배열된 상측벽(101)을 나타낸다. 상측벽(101)의 상측면(102)은, 균형추(12)가 공칭 작동상태(nominal operation)에 있는 터빈 및 하우징 내에 삽입되고(도 3에 대한 설명 참조) 나면, 원심력장(centrifugal field)의 작용 하에서 블레이드의 플랫폼(5)에 대해 클램프고정될 것이다. 상측벽(101)의 두께는 이러한 접촉이 충분히 탄성적일 수 있도록 0.2mm로 조절되며, 상기 상측벽은 탄성력을 변경시키지 않고도 비틀릴 수 있게 된다(distorted).
플레이트(10)의 상측면은 실질적으로 직사각형 형태를 갖는다. 이는, 도 1 또는 3에 예시된 것과 같이, 축방향 제동 시스템을 위해 브레이크 패드(31)들로 꼭 맞게 끼워진(adapted) 2개의 끼움 만입부(adaptation indentation)(103)를 보여준다. 이러한 만입부들은 그 외의 다른 제동 시스템들, 가령, 예컨대, 로크 와이어로 상쇄될 수 있다(cancelled).
게다가, 상측벽(101)은 세로방향 면(112, 113) 위에서 균형추(12)의 세로방향 면(122, 123)들과 접촉하는 림(103)에 의해 연장된다. 림(103)의 세로방향 면(112, 113)은 천장(V1)의 하측면(125)까지 균형추(12)를 둘러싸는 암(114, 115)들에 의해 차례로 연장된다. 플레이트는 간격(clearance)이 있는 상태로 균형추 주위에 장착된다. 이러한 간격을 통해 원심력 작용 하에서, 균형추(12)는 플레이트(10)에 대해 클램프고정될 것이며, 이러한 매스 영향(mass effect)을 통해, 상기 플레이트가 블레이드 플랫폼의 접촉 영역에 대항하게 한다(against). 플레이트는 상기와 같이 접촉될 때 비틀리게 될 수 있으며 가요성 기능(flexibility function)을 발휘할 것이다.
플레이트(10)와 균형추는 금속 시트(metal sheet)로부터 적절한 두께로 스탬핑되거나(stamped) 절단되는데(cut) 즉 플레이트-균형추 조립체가 상기 조립체의 특징들에 따라 휠의 공진(resonance)을 정밀하게 감쇠하도록 수치가 정해진 최적 매스(optimum mass)로 충족시키도록 각각 플레이트와 댐퍼를 위해 결정된 두께에 상응하게끔 금속 시트로부터 스탬핑되거나 절단된다. 사용되는 금속 시트는 통상 니켈계 합금이다.
도 3은 휠(1)의 일부분을 예시하는 도면으로서, 중앙 디스크(3)의 환형 링(30)이 진동 댐퍼(2)들과 블레이드(4)들의 풋(40)들을 수용한다. 링(30)의 플랭크(flank)들은 블레이드 풋(40)들의 운동을 공동 내에 축방향으로 고정시킬 수 있도록 하기 위해 링과 플랫폼(5)들 내에 형성된 홈 속으로 슬라이딩 이동됨으로써 배열되는 섹션들을 형성하는 브레이크 패드(31)들에 의해 닫힌다(closed). 플랫폼(5)들은 링(50)을 형성하는데, 블레이드(4)들은 상기 링(50)으로부터 반경 방향으로 연장된다.
댐퍼는, 하우징 또는 공동 내에서, 지주 몸체(stilt body)(41)(전나무 풋의 상부)에 의해 가로 방향으로(laterally) 고정되고, 플랫폼(5)에 의해 반경 방향으로 고정되며, 전방 및 후방 축방향 로크 스티프너(51, 52)에 의해 축방향으로 고정된다(도 1 참조).
도 3의 한 부분은 투명하게 도시되며 하우징(20)들과 진동 댐퍼(2)들을 가장 잘 도시하기 위해 스티프너는 제거된 채 도시된다. 각각의 하우징(20)은 링의 인터 블레이드(inter blade)(6) 또는 돌출부와 블레이드(4)들의 2개의 풋(40)의 2개의 지주 몸체(41) 사이에서 병렬배치된(juxtaposed) 플랫폼(5)들의 내측면들 밑에 형성된다. 그 뒤, 댐퍼들은 상기 병렬배치된 플랫폼들 사이에서 인터-플랫폼(inter-platform) 트레일링 섹션(trailing section)을 감소시킴으로써 밀봉 기능을 발휘한다.
균형추는 플레이트(5)와 브레이크 패드 사이에서 따라서 원심력장의 작용 하에서, 상기 패드와 균형추 사이에서 간격, 가령, 예컨대, 0.1mm 내지 10분의 수 mm의 간격과 축(Z'Z)에 따른 자유도를 축방향으로 제공한다.
원심력장의 작용 하에서, 터빈은 회전되고, 댐퍼들은 플랫폼(50)들의 내측면들에 대해 클램프고정될 것이며, 플레이트(10)는 상기 클램핑고정 작용에 가장 잘 맞도록 탄성적으로 비틀리며, 균형추(12)는 마찰력, 특히 공진(resonance)에 의해 진동 감쇠 영향을 제공하기 위해 모든 효과들에 집중하게 될 것이다(concentrating).
본 발명은 본 명세서에 기술되고 도시된 대표적인 실시예에만 제한되지 않는다. 예를 들어, 댐퍼 길이에 있어 하우징 당 2개의 댐퍼를 제공하거나 실질적으로 각각의 댐퍼의 길이를 실질적으로 하우징의 길이까지 증가시키는 것이 가능하다.
게다가, 블레이드 풋들은 전나무 형태의 풋 대신에 해머(hammer) 형태의 풋일 수 있으며, 댐퍼들의 하우징들은 여전히 이러한 풋들을 가진 지주(stilt)들에 의해 형성된다.
본 발명을 가스 터빈 특히 임의의 항공기 가스 터빈뿐만 아니라 임의의 지상용 또는 해상용 가스 터빈 내에 회전 방식으로 장착되고(rotationally mounted) 연결된 부분들의 임의의 조립체에도 적용하는 것이 가능하다. 게다가, 터빈의 수치들과 유형에 대한 수치들이 적용된다.
더욱이, 균형추를 유지하기 위한 플레이트 또는 스티프너 암(stiffener arm)들은 필수적이지 않은데, 플레이트의 탄성력으로 인해, 플레이트의 전체 가로방향 면(lateral face)을 둘러싸는 플레이트 림(plate rim)은 플레이트와 함께 균형추를 유지하기에 충분할 수 있으며, 장착 시에 하나 이상의 용접부(welding) 또는 접착점(gluing point)이 조작될 수 있게 한다.
게다가, 댐퍼들의 하우징은 상기 예에 대해 상이하게 배열될 수 있다. 따라서, 다양한 형태의 블레이드 풋(blade feet)들로부터 수행될 수 있다.

Claims (8)

  1. 가스 터빈의 저속 휠의 중앙 디스크(3) 상에 장착된 블레이드(4)의 진동 감쇠를 위한 진동 댐퍼(2)로서,
    진동 댐퍼(2)는 블레이드(4)의 플랫폼(5) 하부에 있는 터빈의 하우징(20)에 의해 수용되도록 구성되고, 상기 진동 댐퍼(2)는 플랫폼(5)에 대해 클램프고정되는 플레이트(10)를 포함하고, 상기 진동 댐퍼는 개별적으로 제조되고 가역 방식으로(in reversible way) 플레이트(10)와 균형추(12)를 서로 결합하는 클램핑 작용을 통하여 플랫폼(5)에 대해 마찰력을 안내하는 균형추(12)를 포함하고, 상기 결합은 플랫폼(5)에 대한 플레이트(10)의 하나 이상의 클램핑 영역을 통하여 균형추(12)를 부분적으로 둘러쌈으로써 수행되고, 플레이트(10)는 주조 공차(casting tolerance)를 상쇄시키거나 또는 정확하지 않은 위치배열(positioning)을 상쇄시키기 위하여 하나의 블레이드로부터 다른 블레이드로 플랫폼 밑에서 기하학적 형상의 분포에 대해 자체적으로 맞춤되도록 가요성을 가지며, 진동 댐퍼(2)는 하우징(20) 내에 삽입되고, 균형추(12)는 상측면(121)을 포함하고, 플레이트(10)는 상기 상측면(121)과 플랫폼(5) 사이에 위치되는 진동 댐퍼(2).
  2. 제1항에 있어서, 플레이트(10)는 균형추(12)보다 더 얇은 금속 시트로부터 스탬핑되며(stamped), 플레이트(10)는 균형추(12)의 상측면(121)을 부분적으로 둘러싸면서도 블레이드(4)의 하나 이상의 플랫폼(5)과 유연하게 접촉할 수 있는(flexibly contacting) 상측벽(101)을 갖는 진동 댐퍼(2).
  3. 제2항에 있어서, 플레이트(10)의 상측벽(101)은 2개의 인접한 블레이드(4)들의 플랫폼(5)들과 접촉하도록 구성되는 진동 댐퍼(2).
  4. 제3항에 있어서, 플레이트(10)의 재료는 조절된 접촉상태(adjusted contact)가 되도록 구성되는 플랫폼(5)의 지탱 표면 중 하나보다 더 부드러운 진동 댐퍼(2).
  5. 제2항에 있어서, 플레이트(10)는 균형추(12)를 둘러싸도록 구성된 2개 이상의 암(114, 115)을 갖는 진동 댐퍼(2).
  6. 제5항에 있어서, 균형추(12)는 중앙 부분(V1)에 의해 연결된 2개의 파일(P1, P2)을 포함하며, 상기 중앙 부분은 플레이트(10)의 암(114, 115)을 수용하도록 구성되는 진동 댐퍼(2).
  7. 제2항에 있어서, 플레이트(10)는 0.1mm 내지 0.6mm 사이의 두께를 가지며 균형추(12)는 1mm 내지 6mm 사이의 두께를 갖는 진동 댐퍼(2).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 진동 댐퍼를 이용하여 블레이드(4)의 진동을 감쇠하는 단계를 포함하는, 가스 터빈의 저속 휠의 중앙 디스크(3) 상에 장착된 블레이드(4)의 감쇠 방법.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201322668D0 (en) 2013-12-20 2014-02-05 Rolls Royce Deutschland & Co Kg Vibration Damper
EP2924245B1 (en) * 2014-03-24 2017-03-01 General Electric Technology GmbH Steam turbine with resonance chamber
US11333027B2 (en) 2017-12-12 2022-05-17 Safran Helicopter Engines Vibration damper for a turbomachine rotor vane
FR3096733B1 (fr) * 2019-05-29 2022-11-18 Safran Aircraft Engines Ensemble pour turbomachine
FR3096729B1 (fr) * 2019-05-29 2021-04-30 Safran Aircraft Engines Ensemble pour turbomachine
US11828191B2 (en) 2019-05-29 2023-11-28 Safran Aircraft Engines Assembly for turbomachine
FR3096730B1 (fr) * 2019-05-29 2021-04-30 Safran Aircraft Engines Ensemble pour turbomachine
US11000647B2 (en) * 2019-10-04 2021-05-11 Arnold Chase Controller based on lifestyle event detection
CN111677589B (zh) * 2020-06-10 2024-07-19 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 复合弹性悬臂式燃气轮机涡轮支撑环减振抗冲组件
CN116146286B (zh) * 2023-03-17 2025-06-13 中国航发湖南动力机械研究所 集成式锁片、涡轮转子及其装配方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006077759A (ja) * 2004-09-13 2006-03-23 United Technol Corp <Utc> タービンブレード用ダンパ／シールアセンブリ

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2999631A (en) * 1958-09-05 1961-09-12 Gen Electric Dual airfoil
US3037741A (en) * 1958-12-29 1962-06-05 Gen Electric Damping turbine buckets
SU435360A1 (ru) * 1972-06-13 1974-07-05 В. Э. Гохберг, В. Д. Шалаев , В. Н. Шеповалов Устройство для демпфирования колебаний рабочих лопаток турбомашины
GB1549152A (en) * 1977-01-11 1979-08-01 Rolls Royce Rotor stage for a gas trubine engine
FR2503247B1 (fr) 1981-04-07 1985-06-14 Snecma Perfectionnements aux etages de turbine a gaz de turboreacteurs munis de moyens de refroidissement par air du disque de la roue de la turbine
EP0437977A1 (en) * 1990-01-18 1991-07-24 United Technologies Corporation Turbine rim configuration
JPH0618602U (ja) * 1992-08-10 1994-03-11 石川島播磨重工業株式会社 タービン動翼のダンパー
FR2726323B1 (fr) * 1994-10-26 1996-12-13 Snecma Ensemble d'un disque rotatif et d'aubes, notamment utilise dans une turbomachine
US5573375A (en) * 1994-12-14 1996-11-12 United Technologies Corporation Turbine engine rotor blade platform sealing and vibration damping device
US5513955A (en) * 1994-12-14 1996-05-07 United Technologies Corporation Turbine engine rotor blade platform seal
US5827047A (en) * 1996-06-27 1998-10-27 United Technologies Corporation Turbine blade damper and seal
US6171058B1 (en) * 1999-04-01 2001-01-09 General Electric Company Self retaining blade damper
US6851932B2 (en) * 2003-05-13 2005-02-08 General Electric Company Vibration damper assembly for the buckets of a turbine
US6932575B2 (en) * 2003-10-08 2005-08-23 United Technologies Corporation Blade damper
US8011892B2 (en) * 2007-06-28 2011-09-06 United Technologies Corporation Turbine blade nested seal and damper assembly
CN101131093A (zh) * 2007-09-25 2008-02-27 西安交通大学 高炉煤气透平叶片的叶根平台阻尼结构

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006077759A (ja) * 2004-09-13 2006-03-23 United Technol Corp <Utc> タービンブレード用ダンパ／シールアセンブリ

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Publication number Publication date
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