JP6900237B2 - Turbomachinery - Google Patents
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Description
本発明はターボ機械に関する。 The present invention relates to a turbomachine.
特許文献1により、ロータとステータを有するターボ機械が知られている。ロータは半径流インペラを備える。ステータはハウジングとハウジングに実装されたインサート片を備える。インサート片は、所定の断面において、ターボ機械の作動流体用の流れダクト、すなわち軸方向に延在している流れダクトの流路と、径方向に外側に延在している弧状の流れダクトの流路と、を区画している。特許文献1によれば、インサート片はハウジングに、具体的には連結要素を介して実装されており、その連結要素はインサート片のインサート片フランジと、対応しているハウジングのハウジングフランジと、を通って延在している。ここで、インサート片は、ハウジングが組み立てられた状態でインペラを分解したり、組み立てたりできるようにハウジングに締結されている。インペラにアクセスするには、単にインサート片をハウジングから取り外せばよく、ハウジングを分解する必要はない。既に説明したように、インサート片はネジのような実施形態をとる複数の連結要素を介してハウジングに締結されており、インサート片をハウジングに締結するために介される連結要素がネジとして具体化されている先行技術は、いわゆる容量確保を可能とする。
According to
先行技術によれば、もしインペラが動作中に破裂し、インペラの破片がインサート片に衝突した場合、インサート片とハウジングの間の、ネジで設計された連結要素はこれらの力を吸収し、すなわち、妨げなければならい。よって、先行技術では、インサート片をハウジングに連結するために、そのような複数の連結要素を必要とし、それらの一部は高強度ボルトとして具体化される必要がある。 According to the prior art, if the impeller ruptures during operation and the impeller debris collides with the insert piece, the threaded connecting element between the insert piece and the housing absorbs these forces, ie , Must be hindered. Therefore, prior art requires such a plurality of connecting elements in order to connect the insert piece to the housing, some of which need to be embodied as high-strength bolts.
これにより、本発明はより高い容量確保を可能とするターボ機械を創造する目的に基づいている。この目的は請求項1のターボ機械を通じて解決される。本発明によれば、衝撃変形体はハウジングに実装され、インペラが破裂した場合に確実にインサート片の運動を妨げる。
Thereby, the present invention is based on the object of creating a turbomachinery capable of securing a higher capacity. This object is solved through the turbomachinery of
好ましくは、衝撃変形体は第1の部分でハウジングの溝に挿入され、この第1の部分で連結要素を介してハウジングに連結されており、そのとき衝撃変形体はその第2の部分でハウジングの溝から突出し、この前記第2の部分は前記インサート片フランジの突出領域において前記インサート片を覆っている。これら細部により、衝撃変形体のハウジングへのシンプルな組み付けと、相互連結によってインペラが破裂した場合のインサート片のハウジングへの保持と、そしてこれらに加えて、ハウジングが組み立てられた状態でのインペラの組み立てと取り外しと、が可能となる。 Preferably, the impact deformer is inserted into the groove of the housing at the first portion and is connected to the housing via a connecting element at the first portion, where the impact deformer is then housing at the second portion. The second portion projects from the groove of the insert piece and covers the insert piece in the protruding region of the insert piece flange. These details allow for simple assembly of the impact deformer into the housing, retention of the insert piece in the housing if the impeller ruptures due to interconnection, and, in addition, the impeller in the assembled housing. It can be assembled and disassembled.
効果的な更なる発展形態によれば、ギャップが衝撃変形体とインサート片との間に形成され、好ましくは、インペラが破裂した場合に、インサート片をハウジングに固定するための連結要素の不具合が起きた後に、はじめてインサート片が衝撃変形体に当接する寸法とされる。インペラの不具合のスタート時には、この更なる発展形態による本発明は、インサート片12をコンプレッサハウジング11に実装するときに介される連結要素の変形経路またはせん断経路をまず活用して、インサート片に作用する力を変換する。このあと、はじめてインサート片が確実に衝撃変形体に当てられて、これによりさらにインサート片に作用する力が吸収され、最終的に当該力をハウジングに伝達させる。
According to an effective further development, a gap is formed between the impact deformer and the insert piece, preferably a defect in the connecting element to secure the insert piece to the housing if the impeller ruptures. The size is such that the insert piece comes into contact with the impact deformed body only after it wakes up. At the start of impeller failure, this further development of the invention acts on the insert piece by first utilizing the deformation or shear path of the connecting element that is mediated when the
好ましくは、衝撃変形体は一体形成されている。またあるいは、これが複数の部分のいくつかの部品からなる。特に、衝撃変形体が一体形成されている場合、これの周囲に複数の窪みを備えることが望ましい。これら窪みを介して銃剣状のハウジングの溝に挿入するためである。多部品設計の複数の部分からなる衝撃吸収体は、よりシンプルな設計となる。 Preferably, the impact deformed body is integrally formed. Alternatively, it consists of several parts in multiple parts. In particular, when the impact deformed body is integrally formed, it is desirable to provide a plurality of depressions around the impact deformed body. This is for inserting into the groove of the bayonet-shaped housing through these recesses. A multi-part shock absorber consisting of multiple parts has a simpler design.
望ましい更なる発展形態による発明については、従属請求項および発明の詳細な説明から理解可能である。本発明の実施例については、本発明を限定することを目的としない図面を通じて、以下に詳述する。 Inventions in the desired further development form can be understood from the dependent claims and the detailed description of the invention. Examples of the present invention will be described in detail below through drawings not intended to limit the present invention.
本発明はターボ機械、すなわち半径流インペラを有するラジアルターボ機械に関する。ここで、ラジアルターボ機械は、ラジアルコンプレッサやラジアルタービンのような実施形態をとり得る。 The present invention relates to a turbomachine, i.e. a radial turbomachine with a radial impeller. Here, the radial turbomachinery may take embodiments such as a radial compressor or a radial turbine.
以下、ラジアルコンプレッサとして設計されたラジアルターボ機械を示す図1の実施例を参照しつつ、本発明について説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the embodiment of FIG. 1 showing a radial turbomachine designed as a radial compressor.
図1に抜粋が示されるラジアルコンプレッサは、半径流インペラ10を有するロータを備える。インペラ10は、軸方向の流入と径方向の流出にさらされる。
The radial compressor shown in the excerpt in FIG. 1 comprises a rotor with a
更に、図1のターボ機械はステータのアセンブリを備えており、図1には、ステータにおけるコンプレッサハウジング11と、コンプレッサハウジング11に取り付けられているインサート片12と、拡散リング13と、が示されている。
Further, the turbomachinery of FIG. 1 comprises a stator assembly, which shows a compressor housing 11 in the stator, an
インサート片12は、ネジとして設計された連結要素14を介して、ハウジング11に取り付けられており、これら連結要素14は、一方ではインサート片12のインサート片フランジ15を貫通して延在しており、他方ではコンプレッサハウジング11の対応するハウジングフランジ16を貫通して延在している。
The
インサート片12は、インサート片12をコンプレッサハウジング11から取り外した後に、コンプレッサハウジング11にアクセスせずにインペラ10の組み立て及び分解が可能となるように、コンプレッサハウジング11に取り付けられている。従って、コンプレッサハウジング11が組み付けられた状態且つインサート片12が取り外された状態において、インペラ10の組み立て及び分解が可能とされる。
The
ステータ側に位置するインサート片12は、所定の断面において、具体的にはロータ側に位置するインペラ10に関する径方向外側に、作動流体のためのターボ機械の流れダクトを区画している。
The
このように、インペラ10は軸方向の流入にさらされるところ、インサート片12は、所定の断面において、軸方向に延在している流れダクトの第1の流路17を区画しており、これがインペラ10への流入に有用である。
As described above, where the
更に、インサート片12は、径方向外側に延在している、すなわち径方向外側でインペラ10に隣接している、作動流体のための流れダクトの第2の流路18を区画しており、この領域においてインサート片12は弧状に形成されている。流れ方向において見ると、拡散リング13はインペラ10の下流方向およびインサート片12の下流方向に沿っており、好ましくは、固定された拡散ガイドブレード19を有している。
Further, the
本発明によれば、衝撃変形体20はハウジング11に取り付けられている。特にインペラ10の稼働中にインペラ10に不具合が生じた場合に、すなわちインペラ10が破裂した場合に、力とモーメントとがインサート片12に作用し、当該力と当該モーメントは、インサート片12をコンプレッサハウジング11に取り付けるための連結要素14に不具合が生じた場合に衝撃変形体20によって吸収され、コンプレッサハウジング11に伝達される。この過程の中で、衝撃変形体20は、インサート片12をコンプレッサハウジング11に固定するための連結要素14に不具合が生じると、インサート片12の運動を確実に阻止する。
According to the present invention, the impact
図1より明らかなように、衝撃変形体20は、少なくとも所定の断面で軸方向に突出するインサート片フランジ15の領域においてインサート片12を覆っている。特に、力がインサート片12に作用した結果としてインペラ10が破裂した際に、インサート片12をコンプレッサハウジング11に取り付けるための連結要素14に不具合が生じた場合には、インサート片フランジ15を有するインサート片12は衝撃変形体20に所定の態様で当接するようになり、上述のように、衝撃変形体20は関連する力を吸収し、当該関連する力をコンプレッサハウジング11に伝達させる。
As is clear from FIG. 1, the impact deformed
この場合には、衝撃変形体20は、複数の連結要素21を介して、コンプレッサハウジング11に取り付けられている。
In this case, the impact deformer 20 is attached to the compressor housing 11 via a plurality of connecting
衝撃変形体20は、第1の一部分すなわち径方向外側部分において、コンプレッサハウジング11の溝22に挿入されており、第2の一部分すなわち径方向内側部分において、溝22から突出している。この第2の径方向内側部分が溝22から突出している状態において、衝撃変形体20は軸方向に突出するインサート片フランジ15の領域においてインサート片12を覆っている。
The impact deformed
衝撃変形体20をコンプレッサハウジング11に取り付けるように構成されている連結要素21は、一方でコンプレッサハウジング11を貫通して延在しており、他方で溝22に向けて突出する第1の径方向外側部分を貫通して延在している。
The connecting
衝撃変形体20は、一体形成されていても、複数の部分のいくつかの部品から構成されても良い。特に衝撃変形体20が一体化されて実現されている場合、それは波状の輪郭を第1の径方向外側部分に有するのが好ましく、銃剣状のそれをコンプレッサハウジング11の溝22の中を縫うように曲がりくねって進ませるためである。特に衝撃変形体20が複数の部分のいくつかの部品からなる場合、衝撃変形体20、すなわちその複数の部分は、より容易にコンプレッサハウジング11の溝22に挿入することができ、部分ごとにコンプレッサハウジング11に実装することができる。
The impact deformed
一体のまたは複数の部品から成る衝撃変形体20は、一体式鋼板または組立式鋼板であることが好ましい。
The impact
図1により示された好ましい実施例では、ギャップ23がインサート片12、すなわちそのインサート片フランジ15と衝撃変形体20との間に形成されている。ここで、このギャップ23は、インサート片12をコンプレッサハウジング11に取り付けるための連結要素14の不具合またはせん断が発生した後に、はじめてインサート片フランジ15を有するインサート片12がその衝撃を受ける寸法とされる。
In the preferred embodiment shown in FIG. 1, a
この場合、インペラ10の破裂の際に、インサート片12に作用する力を吸収するために、インサート片12をコンプレッサハウジング11に取り付けるための連結要素14の変形経路またはせん断経路が、力を除去するために最初に活用される。そして、インサート片12をコンプレッサハウジング11に取り付けるための連結要素14に不具合が生じた後に、すなわちインサート片12が衝撃変形体20に当接するようになった後に、はじめて衝撃変形体20によって当該力が吸収されると共にコンプレッサハウジング11に伝達される。
In this case, in order to absorb the force acting on the
このように、インペラ10が破裂する場合に、本発明では、インサート片12をコンプレッサハウジング11に確実に保持し、その過程でインサート片12に作用する力を衝撃変形体20を介してコンプレッサハウジング11に導くことができる。さらには、インペラ10の組み立てと分解とは、コンプレッサハウジング11が取り付けられた状態且つインサート片12がコンプレッサハウジング11から取り外された状態において可能とされる。
In this way, when the
コンプレッサハウジング11にそれ自身の連結要素21を介して取り付けられている鋼製の板またはリングが、衝撃変形体20として機能することが好ましい。インペラ10の破裂の際に、この衝撃変形体20はインサート片12に作用する力をコンプレッサハウジング11に伝達させる。
A steel plate or ring attached to the compressor housing 11 via its own connecting
上述のように、好ましくは、ギャップ23は、衝撃変形体20とインサート片12の間に設けられており、インペラ10の破裂の場合に、インサート片12をコンプレッサハウジング11に取り付けるための連結要素14が最初に、連結要素14がせん断されるまでエネルギーを消散させる。そして、この後にはじめて、インサート片12のインサート片フランジ15が衝撃変形体20に当接するようになる。このためにインサート片12の軸方向の経路が確実に定められ、これによりインサート片12の軸方向の動きが止められ、その結果としてインサート片12の残留エネルギーが衝撃変形体20を介してコンプレッサハウジング11に伝達される。
As described above, preferably the
10 インペラ
11 ハウジング
12 インサート片
13 ガイドグリル/拡散(リング)
14 連結要素
15 インサート片フランジ
16 ハウジングフランジ
17 流路
18 流路
19 拡散ガイドブレード
20 衝撃変形体
21 連結要素
22 溝
23 ギャップ
10 Impeller 11
14 Connecting
Claims (7)
前記インサート片(12)が、少なくとも所定の断面において、作動流体のための流れダクトを、すなわち軸方向に延在している第1の流路(17)と弧状で前記第1の流路(17)に関する径方向外側に延在している前記流れダクトの第2の流路(18)とを区画しており、
前記インサート片(12)が、前記ハウジング(11)が取り付けられた状態において前記半径流インペラ(10)の分解及び組み立てが可能となるように、連結要素(14)を介して、インサート片フランジ(15)の領域において前記ハウジング(11)のハウジングフランジ(16)に固定されている、前記ターボ機械において、
衝撃変形体(20)が、ハウジング(11)に取り付けられており、インペラ(10)が破裂した場合にインサート片(12)の運動を確実に阻止し、
第1の部分を有する前記衝撃変形体(20)が、前記ハウジング(11)の溝(22)に挿入され、前記第1の部分において連結要素(21)を介してハウジング(11)に連結されており、
第2の部分を有する前記衝撃変形体(20)が、前記ハウジング(11)の前記溝(22)から突出しており、前記第2の部分によって前記インサート片フランジ(15)の突出領域において前記インサート片(12)を覆っていることを特徴とするターボ機械。 A turbomachine having a rotor with a radial impeller (10) and a stator with a housing (11) and an insert piece (12) attached to the housing (11).
The insert piece (12) arcs with a flow duct for the working fluid, i.e., an axially extending first flow path (17), at least in a predetermined cross section. It separates the second flow path (18) of the flow duct extending outward in the radial direction with respect to 17).
The insert piece flange (14) is provided via a connecting element (14) so that the insert piece (12) can be disassembled and assembled from the radial flow impeller (10) with the housing (11) attached. In the turbomachinery, which is fixed to the housing flange (16) of the housing (11) in the region of 15).
The impact deformer (20) is attached to the housing (11) to reliably block the movement of the insert piece (12) if the impeller (10) ruptures .
The impact deformed body (20) having the first portion is inserted into the groove (22) of the housing (11) and is connected to the housing (11) via the connecting element (21) in the first portion. And
The impact deformer (20) having a second portion protrudes from the groove (22) of the housing (11), and the second portion projects the insert in the protruding region of the insert piece flange (15). A turbomachine characterized by covering one piece (12).
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