JP2004011434A - 流体機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】可変静翼体のシュラウドに対する相対的な微少振動を減衰できる流体機器を提供すること。
【解決手段】ガスタービン、圧縮機その他の流体機器において、流体の流路を規制する静翼体１００を、その回転軸１０１にてシュラウド１１０により回転可能に支持する。そして、回転軸１０１の端部１０２に穴１を形成し、この穴１に摩擦部材１０を挿入して静翼体１００の振動時にて穴１の内壁と接触して摩擦を生ずるように構成する。さらに、この摩擦部材１０を保持部材３により保持し、この保持部材３はシュラウド１１０側に設置する。
【選択図】 図１
【解決手段】ガスタービン、圧縮機その他の流体機器において、流体の流路を規制する静翼体１００を、その回転軸１０１にてシュラウド１１０により回転可能に支持する。そして、回転軸１０１の端部１０２に穴１を形成し、この穴１に摩擦部材１０を挿入して静翼体１００の振動時にて穴１の内壁と接触して摩擦を生ずるように構成する。さらに、この摩擦部材１０を保持部材３により保持し、この保持部材３はシュラウド１１０側に設置する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、流体機器に関し、更に詳しくは、可変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器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
可変静翼を有する流体機器において、可変静翼とこれを支持するシュラウドとの間には、運転時にて相対的な微少振動が生ずる。図１２は、従来の流体機器の要部を示す斜視図である。流体機器は、流体の流路を規制する静翼体１００と、静翼体１００をその両端にて回転可能に支持するシュラウド１１０とを含み構成される。通常、回転軸１０１と軸受け１１１との間には僅かな隙間を設けるが、この隙間は、流体機器の運転時にて回転軸１０１の微少振動の原因となる。そして、回転軸１０１は、その固有振動数にて共振し、周辺部品を壊損する等の種々の不都合を生じる。しかし、回転軸１０１の加工誤差を修正して振動の発生事態を抑止することは一般に困難であるため、流体機器では、発生した振動を事後的に抑制する構造が一般に採られる。
【０００３】
このような技術としては、特開２０００−１９９４０３号公報に記載される技術が知られている。図１３は、図１２に記載した静翼体１００とシュラウド１１０との接合部を示す側面断面図である。静翼体１００は、その回転軸１０１をシュラウド１１０ａ、１１０ｂの軸受け１１１に貫通して回転可能に保持される。また、静翼体１００は、回転軸１０１にコイルバネ１２０を装着し、回転軸端部１０２を軸受け１１１の縁部１１２に係合させている。これにより、静翼体１００は、コイルバネ１２０をシュラウド１１０との間に弾性圧縮状態にて挟み込み、軸方向に弾性力を作用させている。なお、静翼体１００の回転変位は、可変翼機構（図示省略）により制御される。また、静翼体１００をシュラウド１１０に設置するときは、シュラウド１１０の前縁側１１０ａと後縁側１１０ｂとを分割して分離し、そこに静翼体１００の回転軸１０１を挟み込み嵌め合わせてボルト結合（図示省略）する。
【０００４】
この従来の流体機器において、コイルバネ１２０は、静翼体１００とシュラウド１１０との間で軸方向に弾性力を及ぼし、これらの相対的変位を拘束して振動時の軸方向への振れ幅を減少させる。また、静翼体１００は、回転軸端部１０２と軸受け縁部１１２との摩擦抵抗、および回転軸側面１０３と軸受け内周面１１３との摩擦抵抗により、振動を減衰させる。これにより従来の流体機器は、静翼体１００とシュラウド１１０との相対的な微少振動を抑制していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、静翼体１００の回転軸１０１の振動は一様ではなく、軸方向、軸直方向、曲げ方向および回転方向の振動が混在する複雑な振動モードを有する。しかしながら、上記従来の流体機器では、特に曲げ方向への振動減衰作用が小さかったため、かかる多様な振動モードに対応できず、振動による不都合が生じていた。また、コイルバネ１２０に替えてゴム部材を回転軸に装着し、ゴム部材の減衰抵抗によって振動を抑制する手法もある。しかしながら、かかるゴム部材は、高温化では使用できないという問題点がある。
【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、多様な振動モードを有する静翼体のシュラウドに対する相対的な微少振動を減衰できる流体機器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明にかかる流体機器は、ガスタービン、圧縮機その他の流体機器において、流体の流路を規制する静翼体と、前記静翼体の回転軸を回転可能に支持するシュラウドと、前記回転軸と前記シュラウドとの間に介在すると共に、摩擦力により前記回転軸の軸方向、軸直方向、曲げ方向もしくは回転方向の振動を減衰させる摩擦減衰手段とを含む。
【０００８】
この発明では、静翼体の回転軸とシュラウドとの間に摩擦減衰部材を介在させて設置し、その摩擦力により、回転軸を拘束して回転軸の多様な振動モードを減衰させる構成とした。これにより、回転軸の振動を効果的に抑制できる利点がある。
【０００９】
また、この発明にかかる流体機器は、ガスタービン、圧縮機その他の流体機器において、流体の流路を規制する静翼体と、前記静翼体の回転軸を回転可能に支持するシュラウドと、前記回転軸の端部に形成した穴に挿入されると共に前記静翼体の振動時にて前記穴の内壁と接触して摩擦を生ずる摩擦部材と、前記シュラウド側に設置されると共に前記摩擦部材を保持する保持部材とを含む。
【００１０】
この発明において、摩擦部材は、シュラウド側に設置された保持部材により保持されて静翼体の振動時にて穴の内壁と接触して摩擦を生じるので、シュラウドに対する回転軸端部の微少振動を摩擦減衰させる。また、穴は、回転軸の端部に形成されるので、軸方向、曲げ方向および回転方向の振幅に対してその内壁にて摩擦部材と接触し、摩擦を生じる。これにより多様な振動モードに対応した摩擦減衰が可能となる。なお、この発明において、「回転軸端部に形成する穴」は、回転軸端部に中間部材を設置し、この中間部材に穴を形成する場合を含むものとする。また、「シュラウド側に設置」とは、シュラウドと保持部材とを一体形成する場合を含むものとする。また、「保持」とは、固定して保持する場合の他、摺動可能に保持する場合を含むものとする。
【００１１】
また、この発明にかかる流体機器は、ガスタービン、圧縮機その他の流体機器において、流体の流路を規制する静翼体と、前記静翼体の回転軸を回転可能に支持するシュラウドと、前記シュラウド側に設置される保持部材と、前記回転軸端部に設置されると共に前記静翼体の振動時にて前記保持部材と接触して摩擦を生ずる摩擦部材とを含む。
【００１２】
この発明において、摩擦部材は、静翼体の振動時にてシュラウド側の保持部材と接触して摩擦を生じ、シュラウドに対する回転軸端部の微少振幅を摩擦減衰させる。また、摩擦部材は、回転軸端部に設置されると共に保持部材により保持されるので、軸方向、曲げ方向および回転方向の振幅に対して保持部材と接触し、摩擦を生じる。これにより多様な振動モードに対応した摩擦減衰が可能となる。なお、この発明において、「回転軸端部にて保持」は、回転軸端部に中間部材を設置し、この中間部材を介して間接的に保持する場合を含むものとする。また、「保持」とは、固定して保持する場合の他、摺動可能に保持する場合を含むものとする。また、「シュラウド側に設置」とは、シュラウドと保持部材とを一体形成する場合を含むものとする。
【００１３】
また、この発明にかかる流体機器は、上記流体機器において、さらに、前記摩擦部材は、弾性構造を有すると共にその弾性力により前記穴の内壁面に対して接触する弾性接触部を有することを特徴とする。この発明において、摩擦部材の弾性接触部は、弾性力によって穴の内壁面に接触するので振動により発生する摩擦も大きく、単に付勢する場合と比較してより大きな摩擦減衰作用を奏する。
【００１４】
また、この発明にかかる流体機器は、上記流体機器において、前記弾性接触部は、筒状に配列される複数の梁部を含む。この発明において、梁部は、複数かつ筒状に配列されるので、穴の内壁に対して複数方向にて弾性的に接触できる。これにより、多様な振動モードに対応して接触を維持し、摩擦減衰作用を奏する。また、軸直方向の振動も、弾性接触部の弾性力により減衰する。
【００１５】
また、この発明にかかる流体機器は、上記流体機器において、さらに、前記回転軸端部と前記摩擦部材との接触面は、前記回転軸端部の振動の中心と略同心の球面形状を有する摺動面を形成することを特徴とする。この発明において、回転軸端部と摩擦部材との接触面は、回転軸端部の振動中心を中心とする球面形状の摺動面を形成するので、摩擦部材は、特に曲げ方向および回転方向の振動変位に対して回転軸端部と効率的に接触して摩擦を生じる。
【００１６】
また、この発明にかかる流体機器は、上記流体機器において、さらに、前記摩擦部材を前記回転軸端部に弾性力により付勢するバネ部材、ゴム部材その他の弾性付勢手段を有することを特徴とする。この発明において、摩擦部材は、回転軸端部に弾性的に付勢するので、振動変位する回転軸端部にしっかりと接触して摩擦を生じる。
【００１７】
また、この発明にかかる流体機器は、ガスタービン、圧縮機その他の流体機器において、流体の流路を規制する静翼体と、前記静翼体の回転軸を回転可能に支持するシュラウドと、前記回転軸の端部に形成したすり鉢状の穴に挿入されると共に、前記静翼体の振動時にて前記穴の内壁と接触して摩擦を生ずる摩擦部材と、前記シュラウド側に設置されると共に前記摩擦部材を前記回転軸端部に弾性力により付勢するバネ部材、ゴム部材その他の弾性付勢手段とを含む。
【００１８】
この発明において、摩擦部材は、すり鉢状の穴の内壁に弾性力によって付勢するので、回転軸の軸方向、曲げ方向および回転方向の振動変位に対して接触を維持できる。これにより摩擦接触による振動減衰作用を奏する。なお、「すり鉢状の穴」とは、穴の内壁の一部をすり鉢状に形成する場合を含むものとする。
【００１９】
また、この発明にかかる流体機器は、ガスタービン、圧縮機その他の流体機器において、流体の流路を規制する静翼体と、前記静翼体の回転軸を回転可能に支持するシュラウドと、前記回転軸の略同軸上であって前記回転軸端部に設ける心棒部材と、前記心棒部材の外周に設ける摩擦部材と、前記摩擦部材を摺動保持しつつ当該摩擦部材に接触して摩擦を生ずる摩擦保持部材とを含む。
【００２０】
この発明において、回転軸の振動は、心棒部材を介して摩擦部材に伝達する。摩擦保持部材は、この摩擦部材を摺動保持しつつ接触して摩擦を生じるので、これにより、回転軸の振動も摩擦減衰される。
【００２１】
また、この発明にかかる流体機器は、ガスタービン、圧縮機その他の流体機器において、流体の流路を規制する静翼体と、前記静翼体の回転軸を回転可能に支持するシュラウドと、前記回転軸の略同軸上であって前記回転軸端部に設ける心棒部材と、前記心棒部材を心棒とする円盤状の摩擦板と、前記摩擦板を弾性部材により摺動可能に挟み込み保持する摩擦保持部材とを含む。
【００２２】
この発明において、回転軸の振動は、心棒部材を介して摩擦板に伝達する。摩擦保持部材は、この摩擦板を弾性部材により摺動可能に挟み込み保持するので、振動により摩擦板との間に摩擦を生じるので、これにより、回転軸の振動も摩擦減衰される。
【００２３】
また、この発明にかかる流体機器は、上記流体機器において、さらに、前記摩擦部材が接触する接触面にクロムナイトライドその他の耐摩耗層を有する。これにより、摩擦部材と接触する面の摩耗を抑制することができる。
【００２４】
また、この発明にかかる流体機器は、上記流体機器において、前記摩擦部材もしくは前記摩擦板は、前記回転軸の軸方向、軸直方向、曲げ方向もしくは回転方向の振動を減衰させる方向に、摩擦力を生ずる。これにより、回転軸の振動を効果的に摩擦減衰できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、この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、以下に示す実施の形態の構成要素には、当業者が通常設計変更できるものが含まれるものとする。
【００２６】
（実施の形態１）
図１は、この発明にかかる第１の実施の形態である流体機器の要部を示す側面断面図である。同図において、上記従来の流体機器と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。この流体機器の静翼体１００は、回転軸１０１を軸受け１１１に挟み込み、回転軸端部１０２を軸受けの縁に係合させて、シュラウド１１０に対し回転可能に保持される。また、静翼体１００は、回転軸端部１０２の中心に穴１を有する。穴１には、円筒形状を有する鋼製の摩擦部材１０が、軸方向に奥行きを残して挿入される。この摩擦部材１０は、先端１１からスリット１２を切り形成した梁部１３を複数備え、この梁部１３は、半径方向に弾性力を作用する板バネ構造を有する（図２および図３参照）。梁部１３は、弾性変形により縮径して穴１に挿入され、内部にて拡径して穴１の内壁に弾性力によって接触する。摩擦部材１０は、シュラウド１１０の前縁側１１０ａと後縁側１１０ｂとに渡して設置した保持部材３に溝４を切り、この溝４に台座部１４を差し込み固定設置される。
【００２７】
この実施の形態１において、静翼体１００の回転軸１０１は、流体機器の運転時にて軸方向、軸直方向、曲げ方向および回転方向への振動が複合した複雑な微少振動を行う。このとき摩擦部材１０は、軸方向および回転方向の振動に対しては、梁部１３を穴１の内壁に弾性力によって付勢し、回転軸１０１との接触面にて摩擦を生じて振動を減衰させると共に、軸直方向の振動を弾性力により減衰させる。また、摩擦部材１０は、曲げ方向の変位に対しては、梁部１３を弾性変形により傾斜させつつ梁部１３の外面にて穴１の内壁に付勢し、摩擦を発生する。ここで、摩擦部材１０を保持する保持部材３は、シュラウド１１０に固定設置されるので、この摩擦により回転軸１０１の微少振動は、シュラウド１１０に対して相対的に減衰される。
【００２８】
この実施の形態１によれば、流体機器は、上記多様な振動モードに対応して摩擦を発生できるので、従来の流体機器と比較して効果的に振動を減衰させることができる。また、摩擦部材１０は、振幅の大きい回転軸端部１０２に設置されるので生じる摩擦減衰作用も大きい。したがって、特に曲げ方向の振動を効果的に減衰できる。また、摩擦部材１０の梁部１３は、板バネ構造を有するので、回転軸１０１の曲げ方向の振動に対しても追従変位して摩擦を発生できる。また、摩擦部材１０は、シュラウド１１０内側から回転軸１０１の穴１に挿入する構成なので、シュラウド１１０を分割することなく摩耗等による交換作業を行うことができる。なお、摩擦部材１０の交換は、底板１５を取り外して行う。
【００２９】
なお、この実施の形態１において、摩擦部材１０の梁部１３は、先端１１からスリット１２を真っ直ぐに切って形成されるが（図２および図３参照）、螺旋状に形成してもよいし（図４参照）、両端に交互に形成してもよい（図５参照）。また、梁部１３の形状も穴１の内壁に付勢して摩擦を発生できればよく、特に限定はない。また、梁部１３の数も特に限定はなく、複数であればよい。また、摩擦部材１０は円筒形状を有するが、これに限定されず角筒形状であってもよい。また、摩擦部材１０は、板巻きバネ（図６参照）であってもよいし、耐熱性ゴムを用いてもよい。なお、耐熱性ゴムとしては、３００度の高温に耐えうる製品が知られている。
【００３０】
また、この実施の形態１において、摩擦部材１０と接触する穴１の内壁には、クロムナイトライドや窒化処理等の耐摩耗層を設けてもよい。これにより、流体機器の寿命を延ばすことができる。
【００３１】
（実施の形態２）
図７は、この発明にかかる第２の実施の形態である流体機器の要部を示す側面断面図である。同図において、上記実施の形態１の流体機器と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。この流体機器において、摩擦部材１０は、回転軸端部１０２の中央に形成した溝４に台座部１４を差し込み固定設置される。また、摩擦部材１０の梁部１３は、保持部材３に設けた略同一内径の穴１に弾性変形により縮径して挿入され、内部にて拡径して穴１の内壁に接触する。すなわち、実施の形態１において、摩擦部材１０は、シュラウド１１０側の保持部材３に固定設置して回転軸端部１０２に設けた穴１に挿入したが、実施の形態２において、摩擦部材１０は、回転軸１０１側に固定設置して保持部材３に設けた穴１に挿入する点で相異する。
【００３２】
この実施の形態２において、摩擦部材１０は、回転軸１０１の振動と共に変位して穴１の内壁と摩擦を生じ、振動を減衰させる。この実施の形態２によれば、穴１は、保持部材３に設けられるので、摩擦部材１０との摩擦により摩耗した場合にも、静翼体１００全体を交換する場合と比較して、容易かつ安価に交換できる。また、実施の形態１同様に、多様な振動モードに対応した摩擦減衰が可能であり、特に曲げ方向の振動に対しても効果的な減衰作用を奏する。
【００３３】
（実施の形態３）
図８は、この発明にかかる第３の実施の形態である流体機器の要部を示す側面断面図である。同図において、上記流体機器と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。この流体機器において、摩擦部材２０は、テーパ形状の先端２１を有する金属製の円筒部材であり、その台座部１４に裾部２２を有する。摩擦部材２０は、中空部に挿入された付勢バネ２３のバネ力により軸方向に押圧され、その先端２１を回転軸端部１０２に形成したすり鉢状の穴１に挿入して付勢している。また、摩擦部材２０は、保持部材２６に裾部２２を嵌め込み保持される。裾部２２は、ピン２４によって保持部材２６に係留され、これにより、摩擦部材２０は回転方向の変位を拘束される。
【００３４】
この実施の形態３において、摩擦部材２０は、運転時の微少振動時において、先端２１と穴１の内壁との接触面にて摩擦を生じ、回転軸１０１のシュラウド１１０に対する相対的振動を減衰する。また、摩擦部材２０は、付勢バネ２３により穴１の内壁に付勢されるので、回転軸１０１の軸方向への振動変位に対しても追従して穴１の内壁に接触し、振動を摩擦減衰する。また、摩擦部材２０は、ピン２４により回転方向の変位が規制されるので、回転軸１０１の回転方向への振動変位に対して摩擦を生じ、振動を減衰させる。また、摩擦部材２０の先端２１はテーパ形状を有するので、回転軸１０１の曲げ方向への振動変位により押されて変位し、円筒部２５を保持部材２６の口部２７に擦り、摩擦を生じて振動を減衰させる。
【００３５】
（実施の形態４）
図９は、この発明にかかる第４の実施の形態である流体機器の要部を示す側面断面図である。同図において、上記流体機器と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。この流体機器において摩擦部材３０は、回転軸１０１の端面と摺り合う円盤形状の摺動面３１を有し、背面側を保持部材３により保持され設置される。保持部材３は、シュラウド１１０の前縁側１１０ａと後縁側１１０ｂとに渡して固定設置される。摩擦部材３０と保持部材３との間には、皿バネ３２が挟み込まれ、保持部材３は、摺動面３１を皿バネ３２のバネ力によって回転軸端部１０２に付勢する。また、摩擦部材３０は、ピン２４により保持部材３に係留されて回転方向への変位を拘束される。
【００３６】
この実施の形態４において、摩擦部材３０は、回転軸１０１の軸方向の振動に対しては、皿バネ３２の伸縮により追従して変位し、バネ力によって回転軸の振幅を抑制しつつ軸受け１１１での摩擦により振動を減衰させる。また、摩擦部材３０は、曲げ方向および回転方向の振動に対しては、保持部材３によりその変位が拘束されるので、摺動面３１での摩擦により振動を減衰させる。これにより、多様な振動モードに対応した摩擦減衰が可能となる。
【００３７】
なお、この実施の形態４において、回転軸端部１０２の形状は、曲げ方向の振動中心とほぼ同位置に中心を有する球面形状とし、摩擦部材３０の摺動面３１の形状はこの球面形状と摺り合わさる凹形球面形状としてもよい（図１０参照）。この構成において、摺動面３１は、皿バネ３２のバネ力によって軸方向から回転軸端部１０２に付勢し、回転軸１０１の曲げ方向の振動変位によって回転軸端部１０２と摩擦を生じて振動を減衰させる。この構成によれば、回転軸端部１０２と摩擦部材３０との接触面は、回転軸端部１０２の振動に合致して形成されるので、上記の構成と比較してより確実に回転軸端部１０２と摩擦部材３０との接触を維持できる。
【００３８】
図１１は、この発明にかかる第５の実施の形態である流体機器の要部を示す側面断面図である。同図において、上記流体機器と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。この流体機器において、金属製の心棒４０は、その足を回転軸端部１０２に螺込み若しくは回転しないように差し込まれて、回転軸１０１と略同軸上に固定設置される。心棒４０には、円盤形状の摩擦板４１が垂直に嵌め込まれ固定される。摩擦板４１は、環状の薄型構造を有する一対の金属製ディスクパット４２、４２により、上下方向（軸方向）から摺動可能に挟み込まれる。ディスクパット４２は、皿バネ４３のバネ力によって摩擦板４１に付勢しており、この皿バネ４３は、保持部材３に保持されて、ディスクパット４２と共に保持部材３内に収納される。保持部材３は、シュラウド１１０の前縁側１１０ａと後縁側１１０ｂとに渡して固定設置される。
【００３９】
この実施の形態５において、回転軸１０１の振動は、心棒４０を介して摩擦板４１に伝達する。ディスクパット４２は、摩擦板４１を挟み込み摩擦板４１の振動変位により摩擦を生じて振動を減衰する。ここで、ディスクパット４２は、軸方向の振動に対しては、皿バネ４３の弾性変形により軸方向に追従して変位し、摩擦板４１に付勢して摩擦を生じ、振動を減衰させる。また、曲げ方向および回転方向の振動に対しても、摩擦板４１に上下方向から付勢して摩擦を生じ、振動を減衰させる。この実施の形態５によれば、ディスクパット４２は、摩擦板４１に上下方向から付勢するので、特に曲げ方向および回転方向の振動に対して効果的に摩擦を発生し、振動を減衰する。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明にかかる流体機器によれば、静翼体の回転軸とシュラウドとの間に摩擦減衰部材を介在させて設置し、その摩擦力により、回転軸を拘束して回転軸の多様な振動モードを減衰させる構成としたので、これにより、回転軸の振動を効果的に抑制できる利点がある。
【００４１】
また、この発明にかかる流体機器によれば、摩擦部材は、シュラウド側に設置された保持部材により保持されて静翼体の振動時にて穴の内壁と接触して摩擦を生じるので、シュラウドに対する回転軸端部の微少振動を摩擦減衰させる。また、穴は、回転軸の端部に形成されるので、軸方向、曲げ方向および回転方向の振幅に対してその内壁にて摩擦部材と接触し、摩擦を生じる。これにより多様な振動モードに対応した摩擦減衰が可能となる。
【００４２】
また、この発明にかかる流体機器によれば、摩擦部材は、静翼体の振動時にてシュラウド側の保持部材と接触して摩擦を生じ、シュラウドに対する回転軸端部の微少振幅を摩擦減衰させる。また、摩擦部材は、回転軸端部に設置されると共に保持部材により保持されるので、軸方向、曲げ方向および回転方向の振幅に対して保持部材と接触し、摩擦を生じる。これにより多様な振動モードに対応した摩擦減衰が可能となる。
【００４３】
また、この発明にかかる流体機器によれば、摩擦部材の弾性接触部は、弾性力によって穴の内壁面に接触するので、振動により発生する摩擦も大きく、単に付勢する場合と比較してより大きな摩擦減衰が可能である。
【００４４】
また、この発明にかかる流体機器によれば、梁部は、複数かつ筒状に配列されるので、穴の内壁に対して複数方向にて弾性的に接触できる。これにより、多様な振動モードに対応して接触を維持し、振動を減衰させることができる。
【００４５】
また、この発明にかかる流体機器によれば、回転軸端部と摩擦部材との接触面は、回転軸端部の振動中心を中心とする球面形状の摺動面を形成するので、摩擦部材は、特に曲げ方向および回転方向の振動変位に対して回転軸端部と効率的に接触して摩擦を生じ、振動を減衰できる。
【００４６】
また、この発明にかかる流体機器によれば、摩擦部材は、回転軸端部に弾性的に付勢するので、振動変位する回転軸端部にしっかりと接触して摩擦を生じ、振動を減衰できる。
【００４７】
また、この発明にかかる流体機器によれば、摩擦部材は、すり鉢状の穴の内壁に弾性力によって付勢するので、回転軸の軸方向、曲げ方向および回転方向の振動変位に対して接触を維持して振動を摩擦減衰できる。
【００４８】
また、この発明にかかる流体機器によれば、心棒部材は回転軸端部に設置され、且つ、摩擦部材は心棒部材に設置されるので、摩擦部材を摺動保持することにより、心棒部材を介して回転軸の振動を摩擦減衰できる。
【００４９】
また、この発明にかかる流体機器によれば、心棒部材は回転軸端部に設置され、且つ、摩擦板は心棒部材に設置されるので、摩擦部材を弾性部材により摺動可能に挟み込み保持することにより、心棒部材を介して回転軸の振動を摩擦減衰できる。
【００５０】
また、この発明にかかる流体機器によれば、摩擦部材が接触する接触面に耐摩耗層を設けたので、摩擦部材と接触する面の摩耗を抑制できる。
【００５１】
また、この発明にかかる流体機器によれば、摩擦部材もしくは摩擦板は、静翼体の回転軸の軸方向、軸直方向、曲げ方向もしくは回転方向の振動を減衰させる方向に、摩擦力を生ずるので、回転軸の振動を効果的に摩擦減衰できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１にかかる流体機器の要部を示す側面断面図である。
【図２】図１に記載した摩擦部材を示す斜視図である。
【図３】図２に示した摩擦部材を示す側面断面図（ａ）および平面図（ｂ）である。
【図４】図１に記載した摩擦部材の変形例を示す斜視図である。
【図５】図１に記載した摩擦部材の変形例を示す斜視図である。
【図６】図１に記載した摩擦部材の変形例を示す斜視図である。
【図７】この発明の実施の形態２にかかる流体機器の要部を示す側面断面図である。
【図８】この発明の実施の形態３にかかる流体機器の要部を示す側面断面図である。
【図９】この発明の実施の形態４にかかる流体機器の要部を示す側面断面図である。
【図１０】図１に示した流体機器の変形例の要部を示す側面断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態５にかかる流体機器の要部を示す側面断面図である。
【図１２】従来の流体機器の要部を示す斜視図である。
【図１３】従来の流体機器の要部を示す側面断面図である。
【符号の説明】
１ 穴
３ 保持部材
１０ 摩擦部材
１２ スリット
１３ 梁部
１４ 台座部
１５ 底板
２０ 摩擦部材
３０ 摩擦部材
３１ 摺動面
４０ 心棒
４１ 摩擦板
４２ ディスクパット
１００ 静翼体
１１０ シュラウド
１１１ 軸受け
１２０ コイルバネ
【発明の属する技術分野】
この発明は、流体機器に関し、更に詳しくは、可変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器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
可変静翼を有する流体機器において、可変静翼とこれを支持するシュラウドとの間には、運転時にて相対的な微少振動が生ずる。図１２は、従来の流体機器の要部を示す斜視図である。流体機器は、流体の流路を規制する静翼体１００と、静翼体１００をその両端にて回転可能に支持するシュラウド１１０とを含み構成される。通常、回転軸１０１と軸受け１１１との間には僅かな隙間を設けるが、この隙間は、流体機器の運転時にて回転軸１０１の微少振動の原因となる。そして、回転軸１０１は、その固有振動数にて共振し、周辺部品を壊損する等の種々の不都合を生じる。しかし、回転軸１０１の加工誤差を修正して振動の発生事態を抑止することは一般に困難であるため、流体機器では、発生した振動を事後的に抑制する構造が一般に採られる。
【０００３】
このような技術としては、特開２０００−１９９４０３号公報に記載される技術が知られている。図１３は、図１２に記載した静翼体１００とシュラウド１１０との接合部を示す側面断面図である。静翼体１００は、その回転軸１０１をシュラウド１１０ａ、１１０ｂの軸受け１１１に貫通して回転可能に保持される。また、静翼体１００は、回転軸１０１にコイルバネ１２０を装着し、回転軸端部１０２を軸受け１１１の縁部１１２に係合させている。これにより、静翼体１００は、コイルバネ１２０をシュラウド１１０との間に弾性圧縮状態にて挟み込み、軸方向に弾性力を作用させている。なお、静翼体１００の回転変位は、可変翼機構（図示省略）により制御される。また、静翼体１００をシュラウド１１０に設置するときは、シュラウド１１０の前縁側１１０ａと後縁側１１０ｂとを分割して分離し、そこに静翼体１００の回転軸１０１を挟み込み嵌め合わせてボルト結合（図示省略）する。
【０００４】
この従来の流体機器において、コイルバネ１２０は、静翼体１００とシュラウド１１０との間で軸方向に弾性力を及ぼし、これらの相対的変位を拘束して振動時の軸方向への振れ幅を減少させる。また、静翼体１００は、回転軸端部１０２と軸受け縁部１１２との摩擦抵抗、および回転軸側面１０３と軸受け内周面１１３との摩擦抵抗により、振動を減衰させる。これにより従来の流体機器は、静翼体１００とシュラウド１１０との相対的な微少振動を抑制していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、静翼体１００の回転軸１０１の振動は一様ではなく、軸方向、軸直方向、曲げ方向および回転方向の振動が混在する複雑な振動モードを有する。しかしながら、上記従来の流体機器では、特に曲げ方向への振動減衰作用が小さかったため、かかる多様な振動モードに対応できず、振動による不都合が生じていた。また、コイルバネ１２０に替えてゴム部材を回転軸に装着し、ゴム部材の減衰抵抗によって振動を抑制する手法もある。しかしながら、かかるゴム部材は、高温化では使用できないという問題点がある。
【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、多様な振動モードを有する静翼体のシュラウドに対する相対的な微少振動を減衰できる流体機器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明にかかる流体機器は、ガスタービン、圧縮機その他の流体機器において、流体の流路を規制する静翼体と、前記静翼体の回転軸を回転可能に支持するシュラウドと、前記回転軸と前記シュラウドとの間に介在すると共に、摩擦力により前記回転軸の軸方向、軸直方向、曲げ方向もしくは回転方向の振動を減衰させる摩擦減衰手段とを含む。
【０００８】
この発明では、静翼体の回転軸とシュラウドとの間に摩擦減衰部材を介在させて設置し、その摩擦力により、回転軸を拘束して回転軸の多様な振動モードを減衰させる構成とした。これにより、回転軸の振動を効果的に抑制できる利点がある。
【０００９】
また、この発明にかかる流体機器は、ガスタービン、圧縮機その他の流体機器において、流体の流路を規制する静翼体と、前記静翼体の回転軸を回転可能に支持するシュラウドと、前記回転軸の端部に形成した穴に挿入されると共に前記静翼体の振動時にて前記穴の内壁と接触して摩擦を生ずる摩擦部材と、前記シュラウド側に設置されると共に前記摩擦部材を保持する保持部材とを含む。
【００１０】
この発明において、摩擦部材は、シュラウド側に設置された保持部材により保持されて静翼体の振動時にて穴の内壁と接触して摩擦を生じるので、シュラウドに対する回転軸端部の微少振動を摩擦減衰させる。また、穴は、回転軸の端部に形成されるので、軸方向、曲げ方向および回転方向の振幅に対してその内壁にて摩擦部材と接触し、摩擦を生じる。これにより多様な振動モードに対応した摩擦減衰が可能となる。なお、この発明において、「回転軸端部に形成する穴」は、回転軸端部に中間部材を設置し、この中間部材に穴を形成する場合を含むものとする。また、「シュラウド側に設置」とは、シュラウドと保持部材とを一体形成する場合を含むものとする。また、「保持」とは、固定して保持する場合の他、摺動可能に保持する場合を含むものとする。
【００１１】
また、この発明にかかる流体機器は、ガスタービン、圧縮機その他の流体機器において、流体の流路を規制する静翼体と、前記静翼体の回転軸を回転可能に支持するシュラウドと、前記シュラウド側に設置される保持部材と、前記回転軸端部に設置されると共に前記静翼体の振動時にて前記保持部材と接触して摩擦を生ずる摩擦部材とを含む。
【００１２】
この発明において、摩擦部材は、静翼体の振動時にてシュラウド側の保持部材と接触して摩擦を生じ、シュラウドに対する回転軸端部の微少振幅を摩擦減衰させる。また、摩擦部材は、回転軸端部に設置されると共に保持部材により保持されるので、軸方向、曲げ方向および回転方向の振幅に対して保持部材と接触し、摩擦を生じる。これにより多様な振動モードに対応した摩擦減衰が可能となる。なお、この発明において、「回転軸端部にて保持」は、回転軸端部に中間部材を設置し、この中間部材を介して間接的に保持する場合を含むものとする。また、「保持」とは、固定して保持する場合の他、摺動可能に保持する場合を含むものとする。また、「シュラウド側に設置」とは、シュラウドと保持部材とを一体形成する場合を含むものとする。
【００１３】
また、この発明にかかる流体機器は、上記流体機器において、さらに、前記摩擦部材は、弾性構造を有すると共にその弾性力により前記穴の内壁面に対して接触する弾性接触部を有することを特徴とする。この発明において、摩擦部材の弾性接触部は、弾性力によって穴の内壁面に接触するので振動により発生する摩擦も大きく、単に付勢する場合と比較してより大きな摩擦減衰作用を奏する。
【００１４】
また、この発明にかかる流体機器は、上記流体機器において、前記弾性接触部は、筒状に配列される複数の梁部を含む。この発明において、梁部は、複数かつ筒状に配列されるので、穴の内壁に対して複数方向にて弾性的に接触できる。これにより、多様な振動モードに対応して接触を維持し、摩擦減衰作用を奏する。また、軸直方向の振動も、弾性接触部の弾性力により減衰する。
【００１５】
また、この発明にかかる流体機器は、上記流体機器において、さらに、前記回転軸端部と前記摩擦部材との接触面は、前記回転軸端部の振動の中心と略同心の球面形状を有する摺動面を形成することを特徴とする。この発明において、回転軸端部と摩擦部材との接触面は、回転軸端部の振動中心を中心とする球面形状の摺動面を形成するので、摩擦部材は、特に曲げ方向および回転方向の振動変位に対して回転軸端部と効率的に接触して摩擦を生じる。
【００１６】
また、この発明にかかる流体機器は、上記流体機器において、さらに、前記摩擦部材を前記回転軸端部に弾性力により付勢するバネ部材、ゴム部材その他の弾性付勢手段を有することを特徴とする。この発明において、摩擦部材は、回転軸端部に弾性的に付勢するので、振動変位する回転軸端部にしっかりと接触して摩擦を生じる。
【００１７】
また、この発明にかかる流体機器は、ガスタービン、圧縮機その他の流体機器において、流体の流路を規制する静翼体と、前記静翼体の回転軸を回転可能に支持するシュラウドと、前記回転軸の端部に形成したすり鉢状の穴に挿入されると共に、前記静翼体の振動時にて前記穴の内壁と接触して摩擦を生ずる摩擦部材と、前記シュラウド側に設置されると共に前記摩擦部材を前記回転軸端部に弾性力により付勢するバネ部材、ゴム部材その他の弾性付勢手段とを含む。
【００１８】
この発明において、摩擦部材は、すり鉢状の穴の内壁に弾性力によって付勢するので、回転軸の軸方向、曲げ方向および回転方向の振動変位に対して接触を維持できる。これにより摩擦接触による振動減衰作用を奏する。なお、「すり鉢状の穴」とは、穴の内壁の一部をすり鉢状に形成する場合を含むものとする。
【００１９】
また、この発明にかかる流体機器は、ガスタービン、圧縮機その他の流体機器において、流体の流路を規制する静翼体と、前記静翼体の回転軸を回転可能に支持するシュラウドと、前記回転軸の略同軸上であって前記回転軸端部に設ける心棒部材と、前記心棒部材の外周に設ける摩擦部材と、前記摩擦部材を摺動保持しつつ当該摩擦部材に接触して摩擦を生ずる摩擦保持部材とを含む。
【００２０】
この発明において、回転軸の振動は、心棒部材を介して摩擦部材に伝達する。摩擦保持部材は、この摩擦部材を摺動保持しつつ接触して摩擦を生じるので、これにより、回転軸の振動も摩擦減衰される。
【００２１】
また、この発明にかかる流体機器は、ガスタービン、圧縮機その他の流体機器において、流体の流路を規制する静翼体と、前記静翼体の回転軸を回転可能に支持するシュラウドと、前記回転軸の略同軸上であって前記回転軸端部に設ける心棒部材と、前記心棒部材を心棒とする円盤状の摩擦板と、前記摩擦板を弾性部材により摺動可能に挟み込み保持する摩擦保持部材とを含む。
【００２２】
この発明において、回転軸の振動は、心棒部材を介して摩擦板に伝達する。摩擦保持部材は、この摩擦板を弾性部材により摺動可能に挟み込み保持するので、振動により摩擦板との間に摩擦を生じるので、これにより、回転軸の振動も摩擦減衰される。
【００２３】
また、この発明にかかる流体機器は、上記流体機器において、さらに、前記摩擦部材が接触する接触面にクロムナイトライドその他の耐摩耗層を有する。これにより、摩擦部材と接触する面の摩耗を抑制することができる。
【００２４】
また、この発明にかかる流体機器は、上記流体機器において、前記摩擦部材もしくは前記摩擦板は、前記回転軸の軸方向、軸直方向、曲げ方向もしくは回転方向の振動を減衰させる方向に、摩擦力を生ずる。これにより、回転軸の振動を効果的に摩擦減衰できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、この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、以下に示す実施の形態の構成要素には、当業者が通常設計変更できるものが含まれるものとする。
【００２６】
（実施の形態１）
図１は、この発明にかかる第１の実施の形態である流体機器の要部を示す側面断面図である。同図において、上記従来の流体機器と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。この流体機器の静翼体１００は、回転軸１０１を軸受け１１１に挟み込み、回転軸端部１０２を軸受けの縁に係合させて、シュラウド１１０に対し回転可能に保持される。また、静翼体１００は、回転軸端部１０２の中心に穴１を有する。穴１には、円筒形状を有する鋼製の摩擦部材１０が、軸方向に奥行きを残して挿入される。この摩擦部材１０は、先端１１からスリット１２を切り形成した梁部１３を複数備え、この梁部１３は、半径方向に弾性力を作用する板バネ構造を有する（図２および図３参照）。梁部１３は、弾性変形により縮径して穴１に挿入され、内部にて拡径して穴１の内壁に弾性力によって接触する。摩擦部材１０は、シュラウド１１０の前縁側１１０ａと後縁側１１０ｂとに渡して設置した保持部材３に溝４を切り、この溝４に台座部１４を差し込み固定設置される。
【００２７】
この実施の形態１において、静翼体１００の回転軸１０１は、流体機器の運転時にて軸方向、軸直方向、曲げ方向および回転方向への振動が複合した複雑な微少振動を行う。このとき摩擦部材１０は、軸方向および回転方向の振動に対しては、梁部１３を穴１の内壁に弾性力によって付勢し、回転軸１０１との接触面にて摩擦を生じて振動を減衰させると共に、軸直方向の振動を弾性力により減衰させる。また、摩擦部材１０は、曲げ方向の変位に対しては、梁部１３を弾性変形により傾斜させつつ梁部１３の外面にて穴１の内壁に付勢し、摩擦を発生する。ここで、摩擦部材１０を保持する保持部材３は、シュラウド１１０に固定設置されるので、この摩擦により回転軸１０１の微少振動は、シュラウド１１０に対して相対的に減衰される。
【００２８】
この実施の形態１によれば、流体機器は、上記多様な振動モードに対応して摩擦を発生できるので、従来の流体機器と比較して効果的に振動を減衰させることができる。また、摩擦部材１０は、振幅の大きい回転軸端部１０２に設置されるので生じる摩擦減衰作用も大きい。したがって、特に曲げ方向の振動を効果的に減衰できる。また、摩擦部材１０の梁部１３は、板バネ構造を有するので、回転軸１０１の曲げ方向の振動に対しても追従変位して摩擦を発生できる。また、摩擦部材１０は、シュラウド１１０内側から回転軸１０１の穴１に挿入する構成なので、シュラウド１１０を分割することなく摩耗等による交換作業を行うことができる。なお、摩擦部材１０の交換は、底板１５を取り外して行う。
【００２９】
なお、この実施の形態１において、摩擦部材１０の梁部１３は、先端１１からスリット１２を真っ直ぐに切って形成されるが（図２および図３参照）、螺旋状に形成してもよいし（図４参照）、両端に交互に形成してもよい（図５参照）。また、梁部１３の形状も穴１の内壁に付勢して摩擦を発生できればよく、特に限定はない。また、梁部１３の数も特に限定はなく、複数であればよい。また、摩擦部材１０は円筒形状を有するが、これに限定されず角筒形状であってもよい。また、摩擦部材１０は、板巻きバネ（図６参照）であってもよいし、耐熱性ゴムを用いてもよい。なお、耐熱性ゴムとしては、３００度の高温に耐えうる製品が知られている。
【００３０】
また、この実施の形態１において、摩擦部材１０と接触する穴１の内壁には、クロムナイトライドや窒化処理等の耐摩耗層を設けてもよい。これにより、流体機器の寿命を延ばすことができる。
【００３１】
（実施の形態２）
図７は、この発明にかかる第２の実施の形態である流体機器の要部を示す側面断面図である。同図において、上記実施の形態１の流体機器と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。この流体機器において、摩擦部材１０は、回転軸端部１０２の中央に形成した溝４に台座部１４を差し込み固定設置される。また、摩擦部材１０の梁部１３は、保持部材３に設けた略同一内径の穴１に弾性変形により縮径して挿入され、内部にて拡径して穴１の内壁に接触する。すなわち、実施の形態１において、摩擦部材１０は、シュラウド１１０側の保持部材３に固定設置して回転軸端部１０２に設けた穴１に挿入したが、実施の形態２において、摩擦部材１０は、回転軸１０１側に固定設置して保持部材３に設けた穴１に挿入する点で相異する。
【００３２】
この実施の形態２において、摩擦部材１０は、回転軸１０１の振動と共に変位して穴１の内壁と摩擦を生じ、振動を減衰させる。この実施の形態２によれば、穴１は、保持部材３に設けられるので、摩擦部材１０との摩擦により摩耗した場合にも、静翼体１００全体を交換する場合と比較して、容易かつ安価に交換できる。また、実施の形態１同様に、多様な振動モードに対応した摩擦減衰が可能であり、特に曲げ方向の振動に対しても効果的な減衰作用を奏する。
【００３３】
（実施の形態３）
図８は、この発明にかかる第３の実施の形態である流体機器の要部を示す側面断面図である。同図において、上記流体機器と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。この流体機器において、摩擦部材２０は、テーパ形状の先端２１を有する金属製の円筒部材であり、その台座部１４に裾部２２を有する。摩擦部材２０は、中空部に挿入された付勢バネ２３のバネ力により軸方向に押圧され、その先端２１を回転軸端部１０２に形成したすり鉢状の穴１に挿入して付勢している。また、摩擦部材２０は、保持部材２６に裾部２２を嵌め込み保持される。裾部２２は、ピン２４によって保持部材２６に係留され、これにより、摩擦部材２０は回転方向の変位を拘束される。
【００３４】
この実施の形態３において、摩擦部材２０は、運転時の微少振動時において、先端２１と穴１の内壁との接触面にて摩擦を生じ、回転軸１０１のシュラウド１１０に対する相対的振動を減衰する。また、摩擦部材２０は、付勢バネ２３により穴１の内壁に付勢されるので、回転軸１０１の軸方向への振動変位に対しても追従して穴１の内壁に接触し、振動を摩擦減衰する。また、摩擦部材２０は、ピン２４により回転方向の変位が規制されるので、回転軸１０１の回転方向への振動変位に対して摩擦を生じ、振動を減衰させる。また、摩擦部材２０の先端２１はテーパ形状を有するので、回転軸１０１の曲げ方向への振動変位により押されて変位し、円筒部２５を保持部材２６の口部２７に擦り、摩擦を生じて振動を減衰させる。
【００３５】
（実施の形態４）
図９は、この発明にかかる第４の実施の形態である流体機器の要部を示す側面断面図である。同図において、上記流体機器と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。この流体機器において摩擦部材３０は、回転軸１０１の端面と摺り合う円盤形状の摺動面３１を有し、背面側を保持部材３により保持され設置される。保持部材３は、シュラウド１１０の前縁側１１０ａと後縁側１１０ｂとに渡して固定設置される。摩擦部材３０と保持部材３との間には、皿バネ３２が挟み込まれ、保持部材３は、摺動面３１を皿バネ３２のバネ力によって回転軸端部１０２に付勢する。また、摩擦部材３０は、ピン２４により保持部材３に係留されて回転方向への変位を拘束される。
【００３６】
この実施の形態４において、摩擦部材３０は、回転軸１０１の軸方向の振動に対しては、皿バネ３２の伸縮により追従して変位し、バネ力によって回転軸の振幅を抑制しつつ軸受け１１１での摩擦により振動を減衰させる。また、摩擦部材３０は、曲げ方向および回転方向の振動に対しては、保持部材３によりその変位が拘束されるので、摺動面３１での摩擦により振動を減衰させる。これにより、多様な振動モードに対応した摩擦減衰が可能となる。
【００３７】
なお、この実施の形態４において、回転軸端部１０２の形状は、曲げ方向の振動中心とほぼ同位置に中心を有する球面形状とし、摩擦部材３０の摺動面３１の形状はこの球面形状と摺り合わさる凹形球面形状としてもよい（図１０参照）。この構成において、摺動面３１は、皿バネ３２のバネ力によって軸方向から回転軸端部１０２に付勢し、回転軸１０１の曲げ方向の振動変位によって回転軸端部１０２と摩擦を生じて振動を減衰させる。この構成によれば、回転軸端部１０２と摩擦部材３０との接触面は、回転軸端部１０２の振動に合致して形成されるので、上記の構成と比較してより確実に回転軸端部１０２と摩擦部材３０との接触を維持できる。
【００３８】
図１１は、この発明にかかる第５の実施の形態である流体機器の要部を示す側面断面図である。同図において、上記流体機器と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。この流体機器において、金属製の心棒４０は、その足を回転軸端部１０２に螺込み若しくは回転しないように差し込まれて、回転軸１０１と略同軸上に固定設置される。心棒４０には、円盤形状の摩擦板４１が垂直に嵌め込まれ固定される。摩擦板４１は、環状の薄型構造を有する一対の金属製ディスクパット４２、４２により、上下方向（軸方向）から摺動可能に挟み込まれる。ディスクパット４２は、皿バネ４３のバネ力によって摩擦板４１に付勢しており、この皿バネ４３は、保持部材３に保持されて、ディスクパット４２と共に保持部材３内に収納される。保持部材３は、シュラウド１１０の前縁側１１０ａと後縁側１１０ｂとに渡して固定設置される。
【００３９】
この実施の形態５において、回転軸１０１の振動は、心棒４０を介して摩擦板４１に伝達する。ディスクパット４２は、摩擦板４１を挟み込み摩擦板４１の振動変位により摩擦を生じて振動を減衰する。ここで、ディスクパット４２は、軸方向の振動に対しては、皿バネ４３の弾性変形により軸方向に追従して変位し、摩擦板４１に付勢して摩擦を生じ、振動を減衰させる。また、曲げ方向および回転方向の振動に対しても、摩擦板４１に上下方向から付勢して摩擦を生じ、振動を減衰させる。この実施の形態５によれば、ディスクパット４２は、摩擦板４１に上下方向から付勢するので、特に曲げ方向および回転方向の振動に対して効果的に摩擦を発生し、振動を減衰する。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明にかかる流体機器によれば、静翼体の回転軸とシュラウドとの間に摩擦減衰部材を介在させて設置し、その摩擦力により、回転軸を拘束して回転軸の多様な振動モードを減衰させる構成としたので、これにより、回転軸の振動を効果的に抑制できる利点がある。
【００４１】
また、この発明にかかる流体機器によれば、摩擦部材は、シュラウド側に設置された保持部材により保持されて静翼体の振動時にて穴の内壁と接触して摩擦を生じるので、シュラウドに対する回転軸端部の微少振動を摩擦減衰させる。また、穴は、回転軸の端部に形成されるので、軸方向、曲げ方向および回転方向の振幅に対してその内壁にて摩擦部材と接触し、摩擦を生じる。これにより多様な振動モードに対応した摩擦減衰が可能となる。
【００４２】
また、この発明にかかる流体機器によれば、摩擦部材は、静翼体の振動時にてシュラウド側の保持部材と接触して摩擦を生じ、シュラウドに対する回転軸端部の微少振幅を摩擦減衰させる。また、摩擦部材は、回転軸端部に設置されると共に保持部材により保持されるので、軸方向、曲げ方向および回転方向の振幅に対して保持部材と接触し、摩擦を生じる。これにより多様な振動モードに対応した摩擦減衰が可能となる。
【００４３】
また、この発明にかかる流体機器によれば、摩擦部材の弾性接触部は、弾性力によって穴の内壁面に接触するので、振動により発生する摩擦も大きく、単に付勢する場合と比較してより大きな摩擦減衰が可能である。
【００４４】
また、この発明にかかる流体機器によれば、梁部は、複数かつ筒状に配列されるので、穴の内壁に対して複数方向にて弾性的に接触できる。これにより、多様な振動モードに対応して接触を維持し、振動を減衰させることができる。
【００４５】
また、この発明にかかる流体機器によれば、回転軸端部と摩擦部材との接触面は、回転軸端部の振動中心を中心とする球面形状の摺動面を形成するので、摩擦部材は、特に曲げ方向および回転方向の振動変位に対して回転軸端部と効率的に接触して摩擦を生じ、振動を減衰できる。
【００４６】
また、この発明にかかる流体機器によれば、摩擦部材は、回転軸端部に弾性的に付勢するので、振動変位する回転軸端部にしっかりと接触して摩擦を生じ、振動を減衰できる。
【００４７】
また、この発明にかかる流体機器によれば、摩擦部材は、すり鉢状の穴の内壁に弾性力によって付勢するので、回転軸の軸方向、曲げ方向および回転方向の振動変位に対して接触を維持して振動を摩擦減衰できる。
【００４８】
また、この発明にかかる流体機器によれば、心棒部材は回転軸端部に設置され、且つ、摩擦部材は心棒部材に設置されるので、摩擦部材を摺動保持することにより、心棒部材を介して回転軸の振動を摩擦減衰できる。
【００４９】
また、この発明にかかる流体機器によれば、心棒部材は回転軸端部に設置され、且つ、摩擦板は心棒部材に設置されるので、摩擦部材を弾性部材により摺動可能に挟み込み保持することにより、心棒部材を介して回転軸の振動を摩擦減衰できる。
【００５０】
また、この発明にかかる流体機器によれば、摩擦部材が接触する接触面に耐摩耗層を設けたので、摩擦部材と接触する面の摩耗を抑制できる。
【００５１】
また、この発明にかかる流体機器によれば、摩擦部材もしくは摩擦板は、静翼体の回転軸の軸方向、軸直方向、曲げ方向もしくは回転方向の振動を減衰させる方向に、摩擦力を生ずるので、回転軸の振動を効果的に摩擦減衰できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１にかかる流体機器の要部を示す側面断面図である。
【図２】図１に記載した摩擦部材を示す斜視図である。
【図３】図２に示した摩擦部材を示す側面断面図（ａ）および平面図（ｂ）である。
【図４】図１に記載した摩擦部材の変形例を示す斜視図である。
【図５】図１に記載した摩擦部材の変形例を示す斜視図である。
【図６】図１に記載した摩擦部材の変形例を示す斜視図である。
【図７】この発明の実施の形態２にかかる流体機器の要部を示す側面断面図である。
【図８】この発明の実施の形態３にかかる流体機器の要部を示す側面断面図である。
【図９】この発明の実施の形態４にかかる流体機器の要部を示す側面断面図である。
【図１０】図１に示した流体機器の変形例の要部を示す側面断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態５にかかる流体機器の要部を示す側面断面図である。
【図１２】従来の流体機器の要部を示す斜視図である。
【図１３】従来の流体機器の要部を示す側面断面図である。
【符号の説明】
１ 穴
３ 保持部材
１０ 摩擦部材
１２ スリット
１３ 梁部
１４ 台座部
１５ 底板
２０ 摩擦部材
３０ 摩擦部材
３１ 摺動面
４０ 心棒
４１ 摩擦板
４２ ディスクパット
１００ 静翼体
１１０ シュラウド
１１１ 軸受け
１２０ コイルバネ
Claims (12)
- ガスタービン、圧縮機その他の流体機器において、
流体の流路を規制する静翼体と、
前記静翼体の回転軸を回転可能に支持するシュラウドと、
前記回転軸と前記シュラウドとの間に介在すると共に、摩擦力により前記回転軸の軸方向、軸直方向、曲げ方向もしくは回転方向の振動を減衰させる摩擦減衰手段と、
を含む流体機器。 - ガスタービン、圧縮機その他の流体機器において、
流体の流路を規制する静翼体と、
前記静翼体の回転軸を回転可能に支持するシュラウドと、
前記回転軸の端部に形成した穴に挿入されると共に、前記静翼体の振動時にて前記穴の内壁と接触して摩擦を生ずる摩擦部材と、
前記シュラウド側に設置されると共に、前記摩擦部材を保持する保持部材と、を含む流体機器。 - ガスタービン、圧縮機その他の流体機器において、
流体の流路を規制する静翼体と、
前記静翼体の回転軸を回転可能に支持するシュラウドと、
前記シュラウド側に設置される保持部材と、
前記回転軸端部に設置されると共に、前記静翼体の振動時にて前記保持部材と接触して摩擦を生ずる摩擦部材と、
を含む流体機器。 - さらに、前記摩擦部材は、
弾性構造を有すると共にその弾性力により前記穴の内壁面に対して接触する弾性接触部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の流体機器。 - 前記弾性接触部は、筒状に配列される複数の梁部を含む請求項４に記載の流体機器。
- さらに、前記回転軸端部と前記摩擦部材との接触面は、
前記回転軸端部の振動の中心と略同心の球面形状を有する摺動面を形成することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の流体機器。 - さらに、前記摩擦部材を前記回転軸端部に弾性力により付勢するバネ部材、ゴム部材その他の弾性付勢手段を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の流体機器。
- ガスタービン、圧縮機その他の流体機器において、
流体の流路を規制する静翼体と、
前記静翼体の回転軸を回転可能に支持するシュラウドと、
前記回転軸の端部に形成したすり鉢状の穴に挿入されると共に、前記静翼体の振動時にて前記穴の内壁と接触して摩擦を生ずる摩擦部材と、
前記シュラウド側に設置されると共に、前記摩擦部材を前記回転軸端部に弾性力により付勢するバネ部材、ゴム部材その他の弾性付勢手段と、
を含む流体機器。 - ガスタービン、圧縮機その他の流体機器において、
流体の流路を規制する静翼体と、
前記静翼体の回転軸を回転可能に支持するシュラウドと、
前記回転軸の略同軸上であって前記回転軸端部に設ける心棒部材と、
前記心棒部材の外周に設ける摩擦部材と、
前記摩擦部材を摺動保持しつつ当該摩擦部材に接触して摩擦を生ずる摩擦保持部材と、
を含む流体機器。 - ガスタービン、圧縮機その他の流体機器において、
流体の流路を規制する静翼体と、
前記静翼体の回転軸を回転可能に支持するシュラウドと、
前記回転軸の略同軸上であって前記回転軸端部に設ける心棒部材と、
前記心棒部材を心棒とする円盤状の摩擦板と、
前記摩擦板を弾性部材により摺動可能に挟み込み保持する摩擦保持部材と、
を含む流体機器。 - さらに、前記摩擦部材が接触する接触面にクロムナイトライドその他の耐摩耗層を有する請求項１〜１０のいずれか一つに記載の流体機器。
- 前記摩擦部材もしくは前記摩擦板は、前記回転軸の軸方向、軸直方向、曲げ方向もしくは回転方向の振動を減衰させる方向に、摩擦力を生ずる請求項２〜１１のいずれか一つに記載の流体機器。
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