JP2844067B2 - 軸流機械の案内羽根の調整装置 - Google Patents

軸流機械の案内羽根の調整装置

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JP2844067B2 JP63073497A JP7349788A JP2844067B2 JP 2844067 B2 JP2844067 B2 JP 2844067B2 JP 63073497 A JP63073497 A JP 63073497A JP 7349788 A JP7349788 A JP 7349788A JP 2844067 B2 JP2844067 B2 JP 2844067B2
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    • F01D17/10Final actuators
    • F01D17/12Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/16Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
    • F01D17/162Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes for axial flow, i.e. the vanes turning around axes which are essentially perpendicular to the rotor centre line

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、軸流機械が、複数の半径方向支持孔を持つ
環状の案内羽根保持体と、案内羽根保持体の半径方向支
持孔内にそれぞれ回転可能に支持される軸部を持つ案内
羽根と、案内羽根保持体の外側に設けられて案内羽根の
軸部上に固定されるレバーと、案内羽根保持体に対して
同軸的に設けられかつレバーの端部に関節結合される調
整環と、この調整環をその周方向に動かす調整駆動装置
とを持ち、調整環が3つの側を閉じられる環状の支持溝
内に設けられて、ローラにより半径方向に支持されてい
る、軸流機械の案内羽根の調整装置に関する。
〔従来の技術〕
この種の調整装置はドイツ連邦共和国特許出願公開第
3519747号明細書から公知である。このような調整装置
は、流体機械特にターボ圧縮機の作動中に案内羽根の迎
角を変え、それによつて機械の動作を、例えば部分負荷
及び全負荷のような異なる作動条件に合わせかつ効率損
失を減少させることを可能にする。
公知の調整装置では、調整環が簡単な丁番ピンにより
案内羽根のレバーと結合されかつこれらのレバーにより
保持され、従つてハウジングに別々に案内されていな
い。丁番ピンによる関節結合部は、調整環及びレバーが
種々の面において回転する調整運動が可能であるよう
に、十分な遊隙を持つていなければならない。不可避の
熱膨張も関節結合部における十分な遊隙を前提としてい
る。
流体機械の案内羽根には作動中非常に強い力が作用す
る。このような力が案内羽根軸線に対して垂直に又は案
内羽根軸線に対して平行に作用する限り、このような力
は案内羽根保持体における案内羽根軸部の支持部により
吸収されなければならない。しかし付加的に案内羽根軸
線の回りに強いトルクも発生し、このトルクはレバーを
介して調整環へ伝達される。その際、関節結合部にある
遊隙及び調整環の案内不足により強い振動が発生し、そ
れにより効率損失が生じかつ案内羽根の寿命が低下せし
められる。
案内羽根がレバーを介して、軸線方向に移動可能な調
整スリーブと関節結合されている案内羽根の調整装置
も、例えばドイツ連邦共和国特許第3125639号明細書に
より公知である。軸線方向に移動可能な調整スリーブに
は、隣接する案内羽根環を一緒にしか調整することがで
きず、個々には調整することができないという欠点があ
る。又、支持遊隙及び振動荷重による影響の受けやすさ
に関しても同じような問題が生ずる。公知の調整装置
は、特に開放サイクルガスタービンの圧縮又は圧縮段階
の際の低温範囲における使用のために設けられている。
特に密閉サイクルガスタービンにおける高温範囲でも十
分使用可能な調整装置は公知でない。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の課題は、最初にあげた種類の調整装置を改良
して、外部の影響に対して十分保護されかつこじんまり
した構造が得られるようにすることである。
〔課題を解決するための手段〕
この課題を解決するため本発明によれば、保持環が設
けられ、この保持環に半径方向内方へ向く溝開口を持つ
環状の支持溝が形成され、環状の案内羽根保持体がこの
支持溝へ挿入されて、この支持溝の溝開口を密閉し、そ
れによりレバー及びこれらレバーと調整環との関節結合
部が支持溝内に保護されて存在する。
〔発明の効果〕
こうして本発明によれば、環状の案内羽根保持体が、
保持環の半径方向内方へ開く支持溝へ挿入されて、この
支持溝の溝開口を密閉するので、調整環の周方向移動を
案内羽根の軸部の回転運動に変換する運動伝達機構が、
保持環の支持溝内に、密閉して収容され、従つて外部の
影響に対して完全に保護され、軸流機械を腐蝕性媒体の
圧縮にも使用することができる。媒体中に含まれる塵埃
等が支持溝内へ侵入することもないので、運動伝達機構
の調整運動が常に容易に少ない摩耗で行なわれる。更に
運動伝達機構は支持溝内に存在するので、全体として小
じんまりした構造も得られる。
〔実施例〕
本発明の実施例を図面により詳細に説明する。
機械の案内羽根環の案内羽根1は軸部1aを持つてお
り、これらの軸部は支持ブシユ2を介して環状案内羽根
保持体12の半径方向支持孔に回転可能に支持されてお
り、これらの支持ブシユは外側フランジ2aを持つており
かつねじ込まれたリングナツト3によつてねじ孔に固定
されている。案内羽根保持体12の外側には案内羽根の延
長軸部1a上にレバー4がフエザーキー17によつて相対回
転しないように装着されている。このレバー4は、案内
羽根保持体12より突き出ている支持ブシユ2の端部に支
えられている。レバー4の上面を皿ばね16が押圧し、こ
の皿ばねは座金15を介して、軸部1aのねじ端部1bにねじ
止めされた溝付きナツト14に支えられている。皿ばね16
は軸部1aへ、第2図において上方へ向けられた予荷重を
及ぼし、この予荷重により軸部1aのフランジ1cが支持ブ
シユ2の下側端面に押し付けられる。それによつて軸部
1aは支持ブシユ2において軸線方向に遊隙なしに、熱膨
張に対して弾性的にかつ振動を減衰させるように締め付
けられている。
案内羽根保持体12は塵埃の入らないように保持環13の
半径方向内方へ開く環状の支持溝13aの一部をなす環状
凹所にはめ込まれている。保持環13の溝13aの中で調整
環7が回転可能に案内されている。半径方向の案内は半
径方向ローラ10を介して行なわれ、これらの半径方向ロ
ーラは溝13aに配置されかつ支持ピン11によつて保持環1
3に支持されている。軸線方向の案内は軸線方向ローラ
8により行なわれ、これらの軸線方向ローラは支持ピン
9によつて調整環7に支持されており、軸線方向ローラ
のなるべく中高に形成された周面は調整環7の端面より
少し突き出ておりかつ溝13aの軸線方向区画面に接触し
ている。調整環7及び案内羽根保持体をはめ込むことが
できるようにするために、保持環13は適切な軸線方向面
において2つの半体に分割されかつこれらの半体は(図
示してない)取り付け手段により互いに結合されてい
る。
調整環7は案内羽根数に応じていくつかの円筒状軸線
方向孔7aを持つており、これらの軸線方向孔は調整環7
の内側周面へ開いている。これらの軸線方向孔の中に円
筒ピン6が回転可能にかつ軸線方向に移動可能に支持さ
れている。各円筒ピン6はこの円筒ピン6の軸線に対し
て直角な孔を持つており、この孔に、案内羽根の軸部1a
に対して平行な結合ピン5が回転可能に支持されてお
り、この結合ピンはレバー4と結合されている。
第1図から分かるように、調整環7に突出部19が設け
られており、この突出部は保持環13の凹所を通つて外側
へ突き出ており、この突出部には円筒支持片20によつて
調整軸21が係合している。この調整軸は流体機械の外側
ハウジング18の貫通部18aを通つて外側へ案内されてお
り、この場合、気密及び防塵の密封が弾性ベロー22によ
つて行なわれ、このベローはフランジ23によつて貫通管
片18aに取り付けられている。調整軸21の図示してない
外側端部に任意の手動又は電動操作可能な調整駆動装置
が係合することができ、それによつて調整軸21を軸線方
向に移動させかつそれにより調整環7を周方向に矢印24
通りに回転させることができる。
周方向の調整環7の回転の際に、円筒ピン6及びピン
5を介してレバー4の端部が連行されるので、これらの
端部は案内羽根の軸線に対して回転する。レバー4は案
内羽根の軸部1aと相対回転しないように結合されている
から、案内羽根も軸線の回りを回転せしめられる。この
調整運動の際に必然的に生ずる、調整環7の中心面及び
半径方向に対するピン5の変位は、円筒ピン6の回転可
能及び軸線方向移動可能により補償される。
これによつて、互いに相対移動する種々の可動部分の
支持面に全くなんの支持遊隙も必要でなくかつ案内羽根
の案内が調整環によつてはまり合いにより、遊隙なしに
かつ点又は線接触なしに専ら面接触により行なわれるに
も拘らず、動かなくなることが回避される。
調整機構全体が塵埃の入らないように、保持環13とこ
の保持環の中にはめ込まれた案内羽根保持体12とにより
包囲された空間に閉じ込められている。
調整装置全体は小ぢんまりした構造であり、この構造
は案内羽根環自体よりあまり大きな場所をとらない。従
つて、軸線方向に間隔を結めて隣接する案内羽根環にも
この種の調整装置を備えることが簡単にできる。
互いに滑り接触している部分の材料を適切に選択すれ
ば、調整装置全体は潤滑剤従つて又保守不要である。な
るべく案内羽根軸部1,調整環7及びピン5のために、例
えばX21 Cr Mo V12.1,X5 Ni Cr Ti 2615,X8 Cr Ni Mo N
b 1810,X8 Cr Ni Mo B Nb 1810のような特殊鋼を使用し
かつこれらの構成部材の摩擦面を付加的に表面硬化させ
ることができるのが好ましく、一方、支持ブシユ2及び
円筒ピン6のために、例えばステライト21、トリバロイ
(Tribaloy)T 400又はGGG−Ni Cr Nb 202又はGGG 40の
鋼のような、良好な滑り特性を持つ支持材料が使用され
るのが好ましい。
外部に配置されている(図示してない)操作駆動装置
により調整軸21を介して生ぜしめられる調整運動は、気
密に封止ガス及び保守なしに金属製ベロー22を介して密
封されて機械の内部へ導入される。
調整装置全体は小ぢんまりした構造様式により、既存
の機械における後装備にも適するように計画されてい
る。
上述の好ましい材料からの材料選択又は材料組合せ
は、それぞれの使用範囲の予想される使用温度に応じて
行なうことができ、この場合、上述の材料は特に高温使
用に適している。さらに、高温使用のために本発明によ
る調整装置の下記の有利な特徴が強調できる。
本発明による装置には、運動を伝達する部分の間にな
んらの点又は線接触を示さず、専ら円筒面の間の面接触
を示している。これによつて、温度に関係する材料選択
と相まつて、外部温度範囲及び長い作動時間にわたつ
て、規定された遊隙品質が維持され得る。点又は線接触
はかなり長い作業時間の際に必然的に遊隙拡大に至らせ
る。本発明による装置は特に、非常に危険な羽根回転振
動に関してほとんど遊隙がなく、そして大きい温度範囲
において長い作動時間の間もそうである。従つて本発明
による装置は特に、使用温度が例えば600℃及びそれ以
上に達する、例えば内燃機関の高温部分における使用に
適している。
始動及び停止における極端な温度変化の際に、案内羽
根支持部の支持遊隙のある程度の変化は避けられない。
案内羽根軸部の本発明により設けられたばね荷重は、案
内羽根の起こり得る曲げ振動の効果的抑制又は減衰をも
たらす。
【図面の簡単な説明】
第1図は付属の調整装置を持つ流体機械の案内羽根環の
一部分の軸線に垂直な断面図、第2図は第1図のII−II
線に沿う拡大断面図、第3図は調整装置の斜視図であ
る。 1……案内羽根、1a……軸部、2……支持ブシユ、4…
…レバー、5……ピン、6……円筒ピン、7……調整
環、8,10……ローラ、12……案内羽根保持体、13……保
持環、13a……溝、16……予荷重ばね
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エーミール・アツシエンブルツク ドイツ連邦共和国デユイスブルク11・オ ーベレ・シユテルクラーデル・シユトラ ーセ165 (56)参考文献 特開 昭61−268804(JP,A) 米国特許2671634(US,A) 独国発明3125639(DE,C2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) WPI

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】軸流機械が、複数の半径方向支持孔を持つ
    環状の案内羽根保持体と、案内羽根保持体の半径方向支
    持孔内にそれぞれ回転可能に支持される軸部を持つ案内
    羽根と、案内羽根保持体の外側に設けられて案内羽根の
    軸部上に固定されるレバーと、案内羽根保持体に対して
    同軸的に設けられかつレバーの端部に関節結合される調
    整環と、この調整環をその周方向に動かす調整駆動装置
    とを持ち、調整環が3つの側を閉じられる環状の支持溝
    内に設けられて、ローラにより半径方向に支持されてい
    るものにおいて、保持環(13)が設けられ、この保持環
    (13)に半径方向内方へ向く溝開口を持つ環状の支持溝
    (13a)が形成され、環状の案内羽根保持体(12)がこ
    の支持溝(13a)へ挿入されて、この支持溝(13a)の溝
    開口を密閉し、それによりレバー(4)及びこれらレバ
    ー(4)と調整環(7)との関節結合部が支持溝(13
    a)内に保護されて存在することを特徴とする、軸流機
    械の案内羽根の調整装置。
  2. 【請求項2】支持溝(13a)内の調整環(7)が、ロー
    ラ(8)により軸線方向にも支持され、調整環(7)の
    半径方向支持に役立つローラ(10)が、調整環(7)の
    外側で支持溝(13a)内に支持されていることを特徴と
    する、請求項1に記載の調整装置。
  3. 【請求項3】各レバー(4)と調整環(7)との調節結
    合部が、調整環(7)の軸線に対して平行に延びかつ周
    囲の一部で半径方向内方へ開く調整環(7)の円筒状凹
    所内に回転可能にかつ軸線方向移動可能に支持される円
    筒ピン(6)と、この円筒ピン(6)の軸線に対して直
    角に設けられる結合ピン(5)とにより形成され、この
    結合ピン(5)が円筒状ピン(6)及びレバー(4)の
    孔へ挿入され、これらの孔のうち一方の孔内に回転可能
    に支持されていることを特徴とする、請求項1に記載の
    調整装置。
JP63073497A 1987-04-03 1988-03-29 軸流機械の案内羽根の調整装置 Expired - Lifetime JP2844067B2 (ja)

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DE3711224.4 1987-04-03

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