JP2004124797A - ガスタービンの可変静翼可変操作装置 - Google Patents
ガスタービンの可変静翼可変操作装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004124797A JP2004124797A JP2002289412A JP2002289412A JP2004124797A JP 2004124797 A JP2004124797 A JP 2004124797A JP 2002289412 A JP2002289412 A JP 2002289412A JP 2002289412 A JP2002289412 A JP 2002289412A JP 2004124797 A JP2004124797 A JP 2004124797A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- casing
- variable
- synchronous ring
- ring
- leaf spring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Control Of Turbines (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
【解決手段】ケーシング1とケーシング1の外側に配した同期リング12との間の隙間Sに、周方向に沿うように向けた板ばね18を周方向に所要間隔を隔てて配置する。板ばね18の中央部18aをケーシング1の外面に当接させる。同期リング12に径方向内向きに貫通螺合させた調芯ボルト17の先端部を、板ばね18の両端部に係合させる。調芯ボルト17を締め込んで同期リング12の芯出しを行い、ケーシング1と同期リング12との熱伸び差を板ばね18の弾性変形で吸収させる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は航空機用及び発電機用ガスタービンエンジン等として用いられるガスタービンの可変静翼可変操作装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ガスタービンは、圧縮機で圧縮した空気に燃料を混合して燃焼させ、それによって生じる高温高圧の燃焼空気流で直接タービンのロータを高速回転させて動力を得るようにしたもので、図4に上記タービン部分の一例を示す如く、ケーシング1内において、内周側に位置するハブ側シュラウド2とその外周側に位置するチップ側シュラウド3との間に形成されて、上流の燃焼器からの燃焼空気流を流すようにしてある流路4に、可変静翼可変操作装置5により軸6の回転を介して向き(角度)が変えられるようにしてある可変静翼7と、ディスク8を介してタービン軸9と一体に周方向に回転する動翼10と、固定静翼11とが上流から順に配列してあり、負荷に応じて、上記可変静翼7の向きを可変静翼可変操作装置5で変えて動翼10に導入する燃焼空気流の方向を調整することにより、効率のよい運転を行うことができるようにしてある。
【0003】
上記ガスタービンで用いられている可変静翼可変操作装置5は、図4及び図5に示す如く、可変静翼7の軸6の先端部を貫通させて支持するケーシング1の外側に、ケーシング1よりも1回り大きい径の同期リング12を同芯状に配置し、該同期リング12に、個々の可変静翼7の軸6の先端部に取り付けた操作レバー13の先端部をピン14により枢着連結し、且つ上記同期リング12の周方向で対向する位置に、アーム15を外方へ張り出すように取り付けると共に、該アーム15の先端部に、回動用アクチュエータ16を連結して、該回動用アクチュエータ16の伸縮作動により、アーム15を介し同期リング12を回動させ、この回動変位を各操作レバー13を介し軸6に伝えることで可変静翼7の向きを変えることができるようにしてある。
【0004】
又、上記可変静翼可変操作装置5では、周方向に並ぶ多数の可変静翼7の向きを同時に且つ円滑に変えることができるようにするために、上記同期リング12のたとえば周方向8個所に、調芯ボルト17を径方向内向きに貫通螺合し、組立時に、これら調芯ボルト17の先端をケーシング1の外面に当接させて、ケーシング1と同期リング12との間の隙間Sが一定範囲内となるように同期リング12を位置決めすることにより、同期リング12をケーシング1と同芯となるように芯出し調整するようにしている。したがって、可変静翼7の向きを変えるために同期リング12を回動させると、調芯ボルト17の先端がケーシング1の外面を摺動することになる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記可変静翼可変操作装置5の場合、ガスタービンの運転時に、ケーシング1の熱伸びに対して、ケーシング1の外側に位置する同期リング12の熱伸びはケーシング1のそれよりも小さいため、この両者の熱伸び差に起因して調芯ボルト17に作用する荷重が変化し過大になると、同期リング12が固着してしまう可能性がある。
【0006】
因に、圧縮機の場合は、タービンに比して温度が低いため、熱伸び量も小さく、上記のような問題が顕在化することはあまりなかったが、タービンでは熱伸び差が大きいことから、この問題の抜本的解決は避けて通れないものと考えられる。今後、ガスタービンは環境低負荷の観点から、燃費向上のためにタービン部分にも可変静翼を取り入れるというニーズが高まっていくと思われるので、早急に上記問題の対処策を構じる必要がある。
【0007】
そこで、本発明は、ケーシングと同期リングとの熱伸び差を吸収できるようにして、同期リングの固着や作動不良を回避することができるようにしようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、可変静翼を可変操作する同期リングとその内側のケーシングとの間に、周方向に等間隔で複数の弾性体を配置し、該各弾性体の外側面に、同期リングに径方向に貫通螺合した調芯ボルトの先端を係合させ、且つ上記各弾性体の内側を上記ケーシングに押し当てるようにした構成とする。
【0009】
ガスタービンの運転時に、ケーシングと同期リングとの間に熱伸び差が発生すると、その熱伸び差を弾性体の弾性変形で吸収することができ、同期リングを回動させると、弾性体がケーシングの外面を支障なく摺動できることにより、同期リングの固着や作動不良が回避される。
【0010】
又、弾性体を板ばねとし、該板ばねの両端部に調芯ボルトの先端を係合させ、且つ板ばねの中央部をケーシングに押し当てるようにした構成とすることにより、高い信頼性が得られる。
【0011】
更に、板ばねの中央部のケーシングへの押し当て部に摺動用コーティングを施した構成とすることにより、ケーシング外面に対する板ばねの摺動を円滑に行わせることができる。
【0012】
更に又、可変静翼を可変操作する同期リングとその内側のケーシングとの間に、中間リングを配置し、上記同期リングの周方向の等間隔位置に各々調芯ボルトを径方向に貫通螺合させて、調芯ボルトの先端を中間リングの外側面に当接させ、且つ上記中間リングの周方向の等間隔位置に各々支持ピンを径方向に貫通させて固定して、該支持ピンの先端を、ケーシングに設けた径方向の穴に摺動自在に係合させるようにした構成とすることにより、ケーシングの熱伸びを中間リングの支持ピンとケーシングの穴との径方向の摺動により吸収することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【0014】
図1は本発明の実施の一形態を示すもので、図4及び図5に示した可変静翼可変操作装置5と同様に、ケーシング1の外側へ突出させてある可変静翼の軸端部に取り付けた操作レバー13の先端部を、ケーシング1の外側に所要の隙間Sを隔てて同芯状に配した同期リング12にピン14により枢着連結し、該同期リング12を周方向に回動させることにより操作レバー13を介して可変静翼の向きが変えられるようにしてある構成において、上記ケーシング1と同期リング12との間の隙間Sに、長手方向が周方向に沿うように所要の長さ、幅及び厚みを有する板ばね18を、周方向に等間隔で、たとえば、8個所にそれぞれ配置して、該各板ばね18の長手方向中央部18aをケーシング1の外面に当接させ、且つ該各板ばね18の長手方向両端部に、上記同期リング12に径方向内向きに貫通螺合させた調芯ボルト17の先端部を係合させ、同期リング12を回動させたときに板ばね18の中央部18aがケーシング1の外面を摺動するようにすると共に、ケーシング1と同期リング12との熱伸び差を板ばね18の弾性変形で吸収できるようにする。
【0015】
上記調芯ボルト17は、先端部側をねじなし部とし、ねじのない先端部を、板ばね18の長手方向端部に形成した穴19に回転自在に嵌入させるようにしてある。
【0016】
その他の構成は図4及び図5に示したものと同じであり、同一のものには同一符号が付してある。
【0017】
同期リング12とケーシング1との間の隙間Sは、周方向で一定範囲内となるように組立時に芯出しをするために同期リング12の位置決めを行うことが必要であるが、この場合は、各板ばね18ごとに、調芯ボルト17の締め込み量を調整して、同期リング12がケーシング1と同芯となるようにする。この場合、各板ばね18の両端部の2本の調芯ボルト17を締め込むと、その締め込み力が板ばね18の両端部に与えられることにより板ばね18の中央部18aがケーシング1の外面に押し付けられ、その押し付け反力となる弾性反力が調芯ボルト17を介して同期リング12にて受けられる。したがって、周方向各部の板ばね18の弾性変形を介して同期リング12の芯出しが行われることになる。かかる状態において、可変静翼の向きを変えるために同期リング12を周方向へ回動させると、各板ばね18の中央部18aがケーシング1の外面を摺動することになる。
【0018】
ガスタービンの運転時、ケーシング1と同期リング12との間に熱伸び差が発生すると、その熱伸び差を各板ばね18の弾性変形によって吸収することができる。この場合、同期リング12を回動させる際の摺動抵抗は増大するが、事前の計算によりその弾性反力の増加を求めて、回動用アクチュエータ(図4、図5の符号16)の出力余裕に反映させておくことで、支障なく対処することができる。したがって、上記ケーシング1と同期リング12との熱伸び差による同期リング12の固着や作動不良を回避することができる。
【0019】
次に、図2は本発明の実施の他の形態を示すもので、図1に示したものと同様な構成において、同期リング12の回動時にケーシング1の外面への摺動面部となる板ばね18の中央部18aの表面に、摺動用コーティング20を施したものである。
【0020】
図2に示すように、板ばね18の摺動面部にコーティング20を施しておくと、同期リング12の回動時の摺動抵抗を小さくすることができて有利となる。
【0021】
次いで、図3は本発明の実施の更に他の形態を示すもので、図4及び図5に示した可変静翼可変操作装置5と同様に、ケーシング1の外側へ突出させてある可変静翼の軸端部に取り付けた操作レバー13の先端部を、ケーシング1の外側に所要の隙間Sを隔てて同芯状に配した同期リング12にピン14により枢着連結し、該同期リング12を回動させることにより操作レバー13を介して可変静翼の向きが変えられるようにしてある構成において、上記ケーシング1と同期リング12との間の隙間Sに、ケーシング1及び同期リング12のいずれにも干渉しないように中間リング21を配置し、上記同期リング12の周方向に等間隔で、たとえば、8個所に、調芯ボルト17を径方向内向きに貫通螺合させて、該各調芯ボルト17の先端を上記中間リング21の外面に当接させ、且つ上記中間リング21の周方向に等間隔で、たとえば、8個所に、調芯ボルト17とは周方向に位置をずらして支持ピン22をそれぞれ径方向内向きに固設し、更に、該各支持ピン22の位置に対応させてケーシング1の外側面に径方向に向く穴23をそれぞれ設けて、該各穴23に各支持ピン22の先端部を径方向へ摺動自在に嵌入させた構成としたものである。
【0022】
図3に示す実施の形態の場合には、各調芯ボルト17の締め込み調整により同期リング12の芯出しを行うことができ、同期リング12を回動させると、各調芯ボルト17の先端が中間リング21の外面を摺動することになる。又、ガスタービンの運転時、ケーシング1が高温になって熱伸びしても、中間リング21の支持ピン22とケーシング1の穴23とが相対的に径方向に摺動するだけであるため、同期リング12はケーシング1との熱伸び差による影響を受けることがなく、したがって、固着などの不都合を起すことなく回動することができる。
【0023】
なお、図1の実施の形態では、板ばね18を周方向に8個所配置した場合について、又、図3の実施の形態では、調芯ボルト17及び支持ピン22を周方向に8個所設けた場合についてそれぞれ説明したが、これらの数は少なくとも3個所以上であれば所期の目的を達成できること、更に、図1の実施の形態における板ばね18に代えて、他の弾性体を用いるようにしてもよいこと、更に又、図3の実施の形態における支持ピン22と穴23との摺動面にコーティング加工を施すことは任意であること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0024】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明のガスタービンの可変静翼可変操作装置によれば、次の如き優れた効果を発揮する。
(1)可変静翼を可変操作する同期リングとその内側のケーシングとの間に、周方向に等間隔で複数の弾性体を配置し、該各弾性体の外側面に、同期リングに径方向に貫通螺合した調芯ボルトの先端を係合させ、且つ上記各弾性体の内側を上記ケーシングに押し当てるようにした構成としてあるので、ガスタービン運転時におけるケーシングと同期リングとの熱伸び差を弾性体の弾性変形で吸収することができ、同期リングの固着や作動不良を回避させることができる。
(2)弾性体を板ばねとし、該板ばねの両端部に調芯ボルトの先端を係合させ、且つ板ばねの中央部をケーシングに押し当てるようにした構成とすることにより、作動が確実で高い信頼性が得られる。
(3)板ばねの中央部のケーシングへの押し当て部に摺動用コーティングを施した構成とすることにより、同期リングの回動操作時の板ばねの摺動抵抗を小さくすることができて、有利となる。
(4)可変静翼を可変操作する同期リングとその内側のケーシングとの間に、中間リングを配置し、上記同期リングの周方向の等間隔位置に各々調芯ボルトを径方向に貫通螺合させて、調芯ボルトの先端を中間リングの外側面に当接させ、且つ上記中間リングの周方向の等間隔位置に各々支持ピンを径方向に貫通させて固定して、該支持ピンの先端を、ケーシングに設けた径方向の穴に摺動自在に係合させるようにした構成とすることにより、ガスタービン運転時にケーシングが熱伸びしても、その熱伸びを支持ピンと穴との径方向の摺動で吸収することができて、同期リングの作動に影響を与えないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のガスタービンの可変静翼可変操作装置の実施の一形態を示す部分拡大図である。
【図2】本発明の実施の他の形態を示す部分拡大図である。
【図3】本発明の実施の更に他の形態を示す部分拡大図である。
【図4】従来のガスタービンのタービン部分の一例を示す概要図である。
【図5】図4のA−A方向拡大矢視図である。
【符号の説明】
1 ケーシング
6 軸
7 可変静翼
12 同期リング
13 操作レバー
17 調芯ボルト
18 板ばね(弾性体)
18a 中央部
20 コーティング
21 中間リング
22 支持ピン
23 穴
Claims (4)
- 可変静翼を可変操作する同期リングとその内側のケーシングとの間に、周方向に等間隔で複数の弾性体を配置し、該各弾性体の外側面に、同期リングに径方向に貫通螺合した調芯ボルトの先端を係合させ、且つ上記各弾性体の内側を上記ケーシングに押し当てるようにした構成を有することを特徴とするガスタービンの可変静翼可変操作装置。
- 弾性体を板ばねとし、該板ばねの両端部に調芯ボルトの先端を係合させ、且つ板ばねの中央部をケーシングに押し当てるようにした請求項1記載のガスタービンの可変静翼可変操作装置。
- 板ばねの中央部のケーシングへの押し当て部に摺動用コーティングを施した請求項2記載のガスタービンの可変静翼可変操作装置。
- 可変静翼を可変操作する同期リングとその内側のケーシングとの間に、中間リングを配置し、上記同期リングの周方向の等間隔位置に各々調芯ボルトを径方向に貫通螺合させて、調芯ボルトの先端を中間リングの外側面に当接させ、且つ上記中間リングの周方向の等間隔位置に各々支持ピンを径方向に貫通させて固定して、該支持ピンの先端を、ケーシングに設けた径方向の穴に摺動自在に係合させるようにした構成を有することを特徴とするガスタービンの可変静翼可変操作装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002289412A JP2004124797A (ja) | 2002-10-02 | 2002-10-02 | ガスタービンの可変静翼可変操作装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002289412A JP2004124797A (ja) | 2002-10-02 | 2002-10-02 | ガスタービンの可変静翼可変操作装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004124797A true JP2004124797A (ja) | 2004-04-22 |
Family
ID=32281587
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002289412A Pending JP2004124797A (ja) | 2002-10-02 | 2002-10-02 | ガスタービンの可変静翼可変操作装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004124797A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1531237A2 (en) * | 2003-11-14 | 2005-05-18 | Rolls-Royce Plc | Supporting an actuating ring for variable guide vanes of a compressor |
EP1818509A1 (de) * | 2006-02-09 | 2007-08-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Leitapparat und Dämpfelement für einen Leitapparat |
JP2010180827A (ja) * | 2009-02-06 | 2010-08-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン翼、及びガスタービン |
JP2010281314A (ja) * | 2009-04-28 | 2010-12-16 | Nuovo Pignone Spa | ガス圧縮プラントのエネルギー回収システム |
WO2014070630A1 (en) * | 2012-11-05 | 2014-05-08 | United Technologies Corporation | Gas turbine engine synchronization ring |
WO2017077684A1 (ja) * | 2015-11-04 | 2017-05-11 | 川崎重工業株式会社 | 可変静翼操作装置 |
-
2002
- 2002-10-02 JP JP2002289412A patent/JP2004124797A/ja active Pending
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1531237A2 (en) * | 2003-11-14 | 2005-05-18 | Rolls-Royce Plc | Supporting an actuating ring for variable guide vanes of a compressor |
EP1531237A3 (en) * | 2003-11-14 | 2006-07-19 | Rolls-Royce Plc | Supporting an actuating ring for variable guide vanes of a compressor |
US7198454B2 (en) | 2003-11-14 | 2007-04-03 | Rolls-Royce Plc | Variable stator vane arrangement for a compressor |
EP1818509A1 (de) * | 2006-02-09 | 2007-08-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Leitapparat und Dämpfelement für einen Leitapparat |
WO2007090731A2 (de) * | 2006-02-09 | 2007-08-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Leitapparat und dämpfelement für einen leitapparat |
WO2007090731A3 (de) * | 2006-02-09 | 2007-11-15 | Siemens Ag | Leitapparat und dämpfelement für einen leitapparat |
JP2010180827A (ja) * | 2009-02-06 | 2010-08-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン翼、及びガスタービン |
JP2010281314A (ja) * | 2009-04-28 | 2010-12-16 | Nuovo Pignone Spa | ガス圧縮プラントのエネルギー回収システム |
WO2014070630A1 (en) * | 2012-11-05 | 2014-05-08 | United Technologies Corporation | Gas turbine engine synchronization ring |
US9422825B2 (en) | 2012-11-05 | 2016-08-23 | United Technologies Corporation | Gas turbine engine synchronization ring |
WO2017077684A1 (ja) * | 2015-11-04 | 2017-05-11 | 川崎重工業株式会社 | 可変静翼操作装置 |
DE112016004554T5 (de) | 2015-11-04 | 2018-07-12 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Betätigungsvorrichtung für variable Statorschaufeln |
CN108350906A (zh) * | 2015-11-04 | 2018-07-31 | 川崎重工业株式会社 | 可变静叶片操作装置 |
GB2559910A (en) * | 2015-11-04 | 2018-08-22 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Variable stator blade control device |
US20180328219A1 (en) * | 2015-11-04 | 2018-11-15 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Variable stator blade operating device |
US10669882B2 (en) | 2015-11-04 | 2020-06-02 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Variable stator blade operating device |
CN108350906B (zh) * | 2015-11-04 | 2020-09-11 | 川崎重工业株式会社 | 可变静叶片操作装置 |
GB2559910B (en) * | 2015-11-04 | 2021-03-03 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Variable stator blade operating device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7686569B2 (en) | Blade clearance system for a turbine engine | |
US6419464B1 (en) | Vane for variable nozzle turbocharger | |
US4130375A (en) | Vane rotator assembly for a gas turbine engine | |
US8393857B2 (en) | Variable vane actuation system | |
US4890978A (en) | Method and apparatus for vane segment support and alignment in combustion turbines | |
US4332523A (en) | Turbine shroud assembly | |
EP1979579B1 (en) | Vtg mechanism assembly using wave spring | |
CA2600788A1 (en) | Turbine blade tip gap reduction system for a turbine engine | |
US20070231125A1 (en) | Preswirl guide device | |
JPH03271503A (ja) | ブレード先端クリアランス制御装置 | |
JP2002202099A (ja) | 入口案内羽根とシュラウド支持体との接触構造 | |
CN101896692A (zh) | 用于涡轮增压器的具有由径向构件定位的喷嘴环的可变喷嘴 | |
US6742987B2 (en) | Cradle mounted turbine nozzle | |
US6928818B1 (en) | Actuation assembly for variable geometry turbochargers | |
EP3071794A1 (en) | Multi-element inner shroud extension for a turbo-machine | |
JP2004124797A (ja) | ガスタービンの可変静翼可変操作装置 | |
WO2015093143A1 (ja) | 可変ノズルユニット及び可変容量型過給機 | |
WO2018167931A1 (ja) | 可変ノズル装置及び可変容量型排気ターボ過給機 | |
RU2278274C2 (ru) | Статор газовой турбины | |
JP2010216281A (ja) | Vgsタイプターボチャージャにおける排気ガイドアッセンブリ | |
US4139329A (en) | Vane tip motion transfer device | |
WO2008139130A1 (en) | Variable geometry turbine | |
EP3060763A1 (en) | Incident tolerant turbine vane gap flow discouragement | |
JP2010090715A (ja) | ターボチャージャ | |
JP7187746B2 (ja) | タービンブレードチップ間隙制御装置およびこれを含むガスタービン |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20050805 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20050805 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050927 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20060328 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070116 |