JPH0324561B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、少なくとも一つの輻流翼車と、少な
くとも一つの隔壁板と案内羽根とを有する少なく
とも一つの環状のデイフユーザとを有するターボ
機械に関するものである。

発明の背景と問題点 このようなターボ機械は例えばコンプレツサ、
ポンプあるいはタービンとして用いられており、
かつ例えば米国特許第3795458号、第3892499号あ
るいは第3927763号により周知のものである。そ
の際翼車の周囲を取り囲むデイフユーザとその案
内羽根とが、翼車の出口部における流動のエネル
ギをできるだけ少ない損失で圧力に変換するのに
役立つている。

この場合デイフユーザは、流れの向きを転換さ
せるための案内羽根を支えている１枚あるいは２
枚の隔壁板から成り立つている。その際製作と組
立をしやすくするために、案内羽根はその一方の
端部のみが隔壁板の中の１枚に固定されている傍
ら、もう一方の自由端の方は相対しているもう１
枚の隔壁板に、もしくは直接ケーシングにぴつた
り接しているような片持ちの案内羽根が主として
用いられている。その際これまでは、案内羽根は
隔壁板に溶接されるか、リベツト締めされるか、
ねじ止めされるか、もしくはむくの材料から削り
出されていた。しかしながら、この案内羽根は運
転中不安定流動があるとこれによつてかなり大き
な起振力にさらされるため、共振によつて過大な
応力を生ずる危険がある。このため、一般に最大
曲げ応力を受ける箇所や溶接箇所あるいは取付け
箇所を起点とする割れを生ずる危険がある。更に
案内羽根の端部が溶接されている場合には溶接箇
所の材料の組織と強度とに関するなにがしかの不
安定さも加わつてくる。

これまでにも、隔壁板と案内羽根とをむくの材
料から一体に削り出すことによつて、このような
厄介な問題を回避しようとする試みがなされてき
た。しかしながらそのような製作法は加工に大変
な手間を要するものである。その上この方法によ
つてもなお案内羽根の一端（隔壁板側の端部）が
固定端となるような固有振動は避けられないので
ある。

問題点の解決手段 本発明の目指す所は、冒頭に述べた類のターボ
機械における現状技術の上述のような欠点を除く
とともに、特にこれらのターボ機械において、材
料の損傷の危険を減らし、振動を高い減衰作用に
よつて充分に回避し、かつ材料を組合せに一層大
きな選択の自由を許すような、機械的にも幾何学
的にも全く問題がなくかつコスト面からも好まし
い案内羽根取付け方法を確立することにある。

本発明によればこの問題は、環状の隔壁板の一
つが案内羽根の端部の外まわりの寸法よりも幾ら
か大きな寸法の切欠き部２３を有し、かつ案内羽
根１６のこの端部が、ある程度の範囲で規制され
ることなく動き得るようにこの切欠き部２３の中
へ所定の遊〓をもつて嵌め込まれており、案内羽
根１６のもう一方の端部が、もう一方の隔壁板１
５の表面２４もしくはケーシングに対してある程
度の遊〓をもつて相対しているターボ機械によつ
て解決されるのである。

その際、なお充分な遊隙と充分動き得る余地と
を残しながら、案内羽根をセツト・ピンで位置決
めし得るということも都合のよい点である。また
案内羽根を切欠き部の中へ弾力性のある接着剤
で、なおかつその際充分動き得るようにして、接
着することにより固定することもできる。

本発明はその際、切決き部の中へ固定しないで
単に差し込まれただけでかつ幾分か動き得るよう
な案内羽根は、隔壁板と強固にかつ動かないよう
に結合された案内羽根、例えば溶接された、もし
くはねじ止めされた案内羽根に比べて、何ら拘束
を受けない可動性と従つてより良い減衰作用をも
つているために固有振動を生ずる所まで励起され
ることがなく、このためターボ機械を実際に運転
した際に振動による応力が明らかにより一層低く
なるという認識に基づいている。

図面による本発明の詳細な説明 以下、本発明を図面に示された実施例に基いて
更に詳細に説明する。

第１図は一つのラジアル・コンプレツサの断面
を示す。

第２図は一つのデイフユーザの１枚の隔壁板の
平面図を示す。

第３図は一つのデイフユーザの周辺部分の断面
を示す。

第１図に図示されているラジアル・コンプレツ
サにおいてはケーシング１の中に、両端を軸受３
により支持された軸２を含む１個のロータが納め
られている。軸２には軸方向に順次に３枚の翼車
５，６，７が取付けられており、それらには回転
羽根８，９，１０が設けられており、これが送給
される空気あるいは圧縮されるべきガスを翼車の
軸から半径方向に外側に向つて搬送する。その
際、各翼車の幅は圧縮度に従つて順次小さくなつ
ている。半径方向では翼車５，６，７の周囲にす
ぐ接して、ケーシング内に固定された、環状に形
成されたデイフユーザ１１，１２，１３が設けら
れている。これらのデイフユーザは環状円板形の
側壁１４，１５から成つており、それらの間には
案内羽根１６が設けられている。

図示されている例においては第１のデイフユー
ザ１１と第２の翼車６との間に一つの冷却装置１
７が、そして第２のデイフユーザ１２の出口と第
３の翼車７の入口との間に更にもう一つの冷却装
置１８が設けられている。このような冷却装置
は、送給される流体の温度をできるだけ一定に保
ち、かつ圧縮により生じた熱を取り去る等温度運
転の場合に適している。

もし等温運転を要しない場合には、これらの冷
却装置１７および１８を省略して、送給される流
体を個々のデイフユーザから直接次の翼車の入口
へ導いてもよい。

コンプレツサの運転においては、送給される流
体あるいは圧縮されるべきガスはまず吸入口１９
を通つて吸い込まれ、調節装置２０によつて調整
可能な入口ベーン２１を経て軸方向に向いて開い
ている第１翼車５の入口に導かれ、その回転羽根
８によつて半径方向に外側に向つてデイフユーザ
１１の中へ送り込まれ、そこから冷却装置１７を
経て軸の方へ反転し次の翼車６の入口に導かれ
る。次に流体は第２翼車によつてデイフユーザ１
２を経て半径方向に外側へ向かつて第２の冷却装
置１８に到り、そこから再び軸に沿つて第３翼車
７の入口に達し、更に第３デイフユーザ１３を経
て、そこから渦巻型の吐出口２２に到る。

第２図は案内羽根１６支えているデイフユーザ
の一方の隔壁板１４の平面図を示している。隔壁
板１４はそれぞれの案内羽根１６に対して、一つ
ずつの切欠き部２３を有しており、その切欠き部
の寸法はその中へ嵌め込まれるべき案内羽根１６
の当該端部の外回りの寸法よりも幾分大きくなつ
ている。従つて幾らかの遊隙が残されているの
で、案内羽根は相手の切欠き部の中に固定される
ことなく、ほんの僅かながら多かれ少なかれ拘束
されることなく動き得るようになつている。この
ような簡単な手段によつて、運転に際して高い減
衰作用のために事実上案内羽根の共振を生ずるこ
とがなく、すなわち固有振動の発生による過大な
応力を生ずることがないようにできるのである。
更にその上、例えば溶接接手とかねじ止め部ある
いはリベツト締めといつたような弱点部が全くな
くなり、その結果として、実際の運転において案
内羽根が固定されておらず、かつ何ら拘束される
ことなく動き得るにも拘らず、耐久性と割れに対
する安全性とが明らかに改善されているのが認め
られる。

第３図はデイフユーザの周辺部の断面を示して
いる。同じく２枚の隔壁板１４および１５が設け
られている。一方の隔壁板１４は一つの切欠き部
２３を有しており、その中へ案内羽根１６がある
程度の遊隙をもつて固定されることなく嵌め込ま
れている。これに相対している隔壁板１５は平滑
な表面を有しており、従つて案内羽根１６はこの
表面に対しある程度の遊隙をもつて相対してい
る。この隔壁板１５はまた取り除いてしまうこと
もでき、そのときには従つて案内羽根は直接ケー
シングに接している。組立を容易にするためと案
内羽根１６が切欠き部２３から脱落するのを防ぐ
ために、セツト・ピン２５を設けておくのが好都
合で、それによつてターボ機械を組立てる間案内
羽根１６を切欠き部２３の中へ保持しておくこと
ができる。しかしながら高い減衰使用を得るため
には、案内羽根にある程度動く余地を残しておい
て、それによつて案内羽根が切欠き部の中をある
範囲拘束されることなく動き得るようにしておか
なければならない。また、案内羽根１６を切欠き
部２３の中へ弾力性のある接着剤で固定しておく
のも都合のよい方法で、その際同時にこの接着剤
は、案内羽根１６に大なり小なり拘束を受けない
で動く余地を残しておくように仕上げられてい
る。

以上、本発明による案内羽根の取付方法をラジ
アル・コンプレツサとして具体化されたターボ機
械の例を用いて説明した。本発明は同じような方
法でラジアル構造の他の種類のダーボ機械、例え
ば任意の流体の圧送のためのラジアル・ポンプ、
ラジアル・タービンあるいは複合ターボ機械、例
えばポンプ−タービンにも、場合によつて若干の
修整を行う必要があるにせよ、適用し得るもので
あるを明記しておく。

【図面の簡単な説明】

第１図は一つのラジアル・コンプレツサの断面
を示す。第２図は一つのデイフユーザの１枚の隔
壁板の平面視を示す。第３図は一つのデイフユー
ザの周辺部分の断面を示す。 １……ケーシング、２……軸、３……軸受、
５，６，７……翼車、８，９，１０……回転羽
根、１１，１２，１３……デイフユーザ、１４，
１５……隔壁板、１６……案内羽根、１７，１８
……冷却装置、１９……吸入口、２１……入口ベ
ーン、２２……吐出口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも一つの輻流翼車５，６，７と、少
   なくとも一つの隔壁板１４，１５および案内羽根
   １６を有する少なくとも一つの環状のデイフユー
   ザ１１，１２，１３とを有するターボ機械であつ
   て、 この環状の隔壁板の一つ１４が、案内羽根１６
   の端部の外まわりの寸法よりも幾らか大きな寸法
   の切欠き部２３を有し、かつ案内羽根１６のこの
   端部が、ある程度の範囲で規制されることなく動
   き得るようにこの切欠き部２３の中へ所定の遊〓
   をもつて嵌め込まれており、案内羽根１６のもう
   一方の端部が、もう一方の隔壁板１５の表面２４
   もしくはケーシングに対してある程度の遊〓をも
   つて相対しているターボ機械。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載されたターボ機
   械にして、案内羽根１６が隔壁板１４の切欠き部
   ２３の中へ、案内羽根のある程度の範囲での規制
   されない動きを許すセツト・ピン２５によつて位
   置決めされているターボ機械。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載されたターボ機
   械にして、案内羽根１６が切欠き部２３の中へ案
   内羽根のある程度の範囲での動きを許す弾力性の
   ある接着剤で固定されているターボ機械。 ４ 特許請求の範囲第１項から第３項までのいず
   れか一つの項に記載されたターボ機械にして、数
   個の翼車５，６，７がそれぞれ一つづつのデイフ
   ユーザ１１，１２，１３をもつて順次に接続され
   ているターボ機械。 ５ 特許請求の範囲第４項に記載されたターボ機
   械にして、一つのデイフユーザとこれに続く次の
   翼車との間に一つの冷却装置１７，１８が設けら
   れているターボ機械。