JPH0324806Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、タービン駆動コンプレツサのタービ
ン部をはじめ、各種の可変ノズル式タービンに適
用可能なノズル開度調節装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 近時、駆動流体の流量変動に伴うタービンの効
率低下を防止する手段として、可変ノズル方式が
採用されている。

しかして、この種のタービンは、タービン翼車
の外周囲にそれぞれ支軸に支承された複数のノズ
ル翼を等角間隔をあけて配設しておき、これらの
ノズル翼を前記支軸とともに一斉に回動させてこ
れら各ノズル翼間に形成されるノズルの開口面積
を変化させ得るように構成されている。そして、
このようなタービンに使用されるノズル開度調節
装置は、通常、前記各ノズル翼の支軸にピニオン
ギヤを固着するとともに、前記ノズル翼車に軸心
を一致させた内歯歯車を全ての支軸を囲繞するよ
うに配設し、この内歯歯車に前記各支軸のピニオ
ンギヤを噛合させている。また、前記内歯歯車の
外周の一部に外歯を形成するとともに、この外歯
に駆動歯車を噛合させておき、この駆動歯車をア
クチユエータにより回転駆動し得るようにしてい
る。

［考案が解決しようとする問題点］ ところが、このような歯車式のものは、各噛合
部分にバツクラツシユが存在し、そのバツクラツ
シユがノズル翼の位置決め精度に悪影響を及ぼす
という問題がある。また、ピニオン歯車と内歯歯
車との相対位置は、歯車の１歯を最小単位として
間欠的にしか変更することができないので、多数
のノズル翼を完全に同一姿勢に設定するのが難し
く、設計や組立に手間と時間を要するという不具
合もある。すなわち、このようなものでは、各ノ
ズル翼と各ピニオン歯車との相対位置を夫々微妙
に異ならさなければ各ノズル翼の姿勢を一定に出
来ないという制約があり、設計、制作が難しいと
いう問題がある。

このような不具合に対処するために、リング板
と、このリング板の片面に径方向にのみスライド
可能に枢着した複数のアームとを具備してなり、
前記リング板の回動に伴なわせて全てのアームを
支軸中心に同期傾動させて、前記支軸に支承され
たノズル翼を一斉に回動し得るように構成された
ものもある。

しかしながら、このような構成のノズル開度調
節装置は、リング板の厚みを十分に大きくして、
その剛性を特に高めておく必要がある。詳述する
と、リング板は、タービン翼車等よりも径が大き
なものであるため、厚み方向に対して振動の影響
を受けやすい。そのため、リング板が薄いもの
で、しかも、その片面にアームを枢着しておく
と、リング板が厚み方向に振動して、アームとリ
ング板とが外れ易くなる。かかる不具合を防止す
るには、前述のように、リング板を厚手のものに
して、その剛性を十分に確保しておくことが不可
欠となる。したがつて、このようなものでは、リ
ング板を保持する部材等の重量増を招くことにな
り、全体の軽量化が難しいという問題を有してい
る。

本考案は、このような問題点をことごとく解消
することを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、このような目的を達成するために、
ノズル開度調節装置を、前記タービン翼車に軸心
を一致させ且つ全てのノズル翼の支軸を囲繞する
ようにして配設したリングと、内方端部を前記各
支軸に固着するとともに前記リングを両面から挾
持し得るように成形した二股構造をなす外方端部
をそのリングに径方向にのみスライド可能に枢着
した複数のアームとを具備してなるものにし、前
記リングの回動に伴なわせて全てのアームを対応
する支軸中心に同期傾動させ得るように構成した
ことを特徴とする。

［作用］ このような構成によれば、リングと各回動アー
ムとの枢着部の寸法精度を適正に管理しておきさ
えすれば、前述したバツクラツシユに相当するよ
うなガタツキが生じる余地がなく、ノズル翼の位
置決め精度を無理なく向上させることができる。
また、内歯歯車の歯の位置等を考慮に入れる必要
がなく、全てのノズル翼の支軸に同一の条件で回
動アームを固着すれば、全てのノズル翼を均一な
姿勢に配列させることができる。

しかも、前記リングは、所要のピツチで配列さ
れた複数のアームの外方端部により、両面から挾
持された状態となつているため、このリングを薄
いものにしても、リングが厚み方向に振動し難
く、アームとリングとが振動で外れるような事態
は全く起こり得ないものとなる。

［実施例］ 以下、本考案をタービン駆動コンプレツサに適
用した場合の一実施例につき図面を参照して説明
する。

このタービン駆動コンプレツサは、第１図に示
すように、コンプレツサ１をタービン２の発生動
力により駆動し得るように構成したものであり、
前記コンプレツサ２の翼車３と、前記タービン２
の翼車４とをコモンシヤフト５を介して単軸結合
させている。

コンプレツサ１は、ベース１１の前面に内部ケ
ーシング１２と外部ケーシング１３を設け、前記
内部ケーシング１２内に前記翼車３を回転可能に
収容している。そして、コンプレツサ入口１４か
ら吸入されるガスを前記翼車３により圧縮し、そ
の圧縮したガスをデイフユーザ１５および前記外
部ケーシング１３内を通してコンプレツサ出口１
６に案内するようになつている。

タービン２は、ベース２１の前面２１ａに内部
ケーシング２２と外部ケーシング２３を設け、前
記内部ケーシング２２内に前記翼車４を回転可能
に収容している。そして、タービン入口２４から
導入される高圧ガスを前記外部ケーシング２３内
を通して内部ケーシング２２の外周に設けたノズ
ル部２５へ導くようになつており、このノズル部
２５から前記高圧ガスを前記翼車４の外周に供給
するようにしている。また、この翼車４を付勢し
て膨張したガスをデイフユーザ２６を介してター
ビン出口２７へ案内し得るようになつている。ノ
ズル部２５は、前記翼車４の外周囲に形成した狭
小な通路２８にそれぞれ支軸２９に支承された複
数のノズル翼３１を等角間隔で配設したもので、
これらのノズル翼３１をノズル開度調節装置３２
により一斉に回動させて、これらノズル翼３１間
に形成されるノズル３３の開口面積を変化させ得
るように構成してある。

ノズル開度調節装置３２は、第２図および第３
図に示すように、前記各ノズル翼３１の支軸２９
を前記ベ−ス２１の背面２１ｂ側にまで貫通させ
ている。そして、前記ベ−ス２１の背面２１ｂ近
傍にこれらすべての支軸２９を包囲するリング３
４を前記翼車４に軸心を一致させて配設するとと
もに、前記各支軸２９にア−ム３５を固着し、こ
のア−ム３５の外方端部３５ｂを前記リング３４
に枢着している。詳述すれば、リング３４は平板
を円環状に成形したもので、前記ベ−ス２１の背
面２１ｂに間欠的に突設した案内突起３６の外周
に回転可能に嵌合させてある。ア−ム３５は、内
方端部３５ａに割り溝３７付きの軸孔３８を有し
ており、その軸孔３８に前記ノズル翼３１の支軸
２９を嵌合させた上で、前記割り溝３７の両側部
３９をボルト４１により相寄る方向に緊締するこ
とによつて、該支軸２９に固着されている。ア−
ム３５の外方端部３５ｂは前記リング３４を両面
から挟持し得るように成形した二叉構造をなして
おり、この外方端部３５ｂを前記リング３４に径
方向にのみスライド可能に枢着している。具体的
には、第４図に示すように、前記リング３４の各
ア−ム３５を枢着させるべき部位に一定幅を有し
たＵ形の長孔４２を該リング３４の外周縁に開口
させて設け、この長孔４２に、前記ア−ム３５の
外方端部３５ｂにピン軸４３を介して支持させた
軸受ロ−ラ４４を回動およびスライド可能に係合
させている。なお、特定のア−ム３５₁は、その
先端からさらに外方にレバ−部４５を一体に延出
させており、その延出端４５ａを前記ベ−ス２１
に取着したリニアアクチユエ−タ４６により、回
動させるようにしている。

このような構成のものであれば、リニアアクチ
ユエ−タ４６を作動させて、前記レバ−部４５を
回動させると、このレバ−部４５に一体化された
特定のア−ム３５₁が支軸２９を芯にして回動し、
この支軸２９に保持されたノズル翼３１が傾動す
る。また、この特定のア−ム３５₁が回動すると、
その回動力が、ピン軸４３および軸受ロ−ラ４４
を介してリング３４に伝達され、このリンク３４
が回動する。その結果、リンク３４の回動力が、
各軸受ロ−ラ４４およびピン軸４３を介して各ア
−ム３５に伝達され、全てのア−ム３５が同一角
度だけ回動する。そのため、前記リニヤアクチユ
エ−タ４６の作動に対応して全てのノズル翼３１
が同時に同一角度だけ傾動することになり、第５
図および第６図に示すように、これら各ノズル翼
３１間に形成されるノズル３３の開口面積が変化
する。

しかして、このものは、リング３４の回動力を
枢着部を介して各ア−ム３５に伝達し、これら各
ア−ム３５と支軸２９の回動に伴なわせて全ノズ
ル翼３１を傾動させるようになつているため、前
記枢着部における寸法精度を適正な値に管理して
おきさえすれば、各ノズル翼３１をリング３４の
回動に正確に追従させることができる。したがつ
て、歯車のバツクラツシユの影響によりノズル翼
の位置決め精度が低下するという不具合を解消す
ることができる。また、このようなものであれ
ば、歯車の噛合位置を考慮する必要が全くないた
め、各ノズル翼３１と各ア−ム３５との相対位置
を全て同一に設定するかとができる。そのため、
設計や製作が容易になるという効果が得られる。

しかも、各アーム３５の外方端部３５ｂは、前
記リング３４を両面から挾持し得るように二股構
造をなして、リング３４に枢着されている。換言
すれば、このリング３４は、等角間隔に配設され
た複数のアーム３５の外方端部３５ｂによつて、
両面から挾持された形態になつている。そのた
め、リング３４を薄いものにしても、リング３４
が厚み方向に振動し難い、アーム３５とリング３
４とが振動により外れてしまうような事態は全く
起らない。したがつて、このような構成によれ
ば、リング３４を無理なく薄いものにすることが
できるとともに、リング３４を保持する部材等の
重量増をも有効に回避することができる。

なお、以上の実施例では、本考案をターボコン
プレツサに適用した場合について説明したが、本
考案は必ずしもこのようなものに限られないのは
勿論であり、他の用途のタービンにも同様に適用
が可能である。

また、リングを回動させるための手段もリニア
アクチユエータに限定されるものではない。

［考案の効果］ 以上、説明したように、本考案は、リングと各
回動アームとの枢着部の寸法精度を適正に管理し
ておきさえすれば、歯車のバツクラツシユに相当
するようなガタツキを防止することができるよう
になつているので、ノズル翼の位置決め精度を無
理なく向上させることが可能であり、微妙なノズ
ル開度の調整を行なうことができる。また、内歯
歯車の歯の位置等を考慮に入れる必要がなく、全
てのノズル翼の支軸に同一の条件で回動アームを
固着すれば、全てのノズル翼を均一な姿勢に配列
させることができるので、設計および製作の簡略
化を図ることができるという効果も得られる。

しかも、本考案によれば、前記リンクが複数の
アームの外方端部によつて、両面から挾持された
状態となるため、リングを薄いものにしても、こ
のリングが厚み方向に振動するのを有効に抑制す
ることができるとともに、振動によりアームとリ
ングとが外れてしまう事態を確実に防止すること
ができる。したがつて、このような構成であれ
ば、開度調節装置を無理なく軽量化することがで
きると同時に、その信頼性をも高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示し、第１図は縦断
面図、第２図は第１図における−線断面図、
第３図は要部を示す部分斜視図、第４図はリング
とアームとの枢着部分を拡大して示す斜視図、第
５図および第６図は作用説明図である。 ２……タービン、４……翼車、２９……支軸、
３１……ノズル翼、３２……ノズル開度調節装
置、３３……ノズル、３４……リング、３５……
アーム。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. タービン翼車の外周囲に支軸に支承されたノズ
   ル翼を所要のピツチで配列させておき、前記ノズ
   ル翼を前記支軸とともに一斉に回動させてこれら
   各ノズル翼間に形成されるノズルの開口面積を変
   化させ得るように構成したタービンに使用される
   ノズル開度調節装置であって、前記タービン翼車
   に軸心を一致させ且つ全てのノズル翼の支軸を囲
   繞するようにして配設したリングと、内方端部を
   前記各支軸に固着するとともに前記リングを両面
   から挾持し得るように成形した二股構造をなす外
   方端部をそのリングに径方向にのみスライド可能
   に枢着した複数のアームとを具備してなり、前記
   リングの回動に伴なわせて全てのアームを対応す
   る支軸中心に同期傾動させ得るように構成したこ
   とを特徴とするタービンのノズル開度調節装置。