JPH0723682B2 - 軸流流体機械の動翼先端すきま調整装置 - Google Patents
軸流流体機械の動翼先端すきま調整装置Info
- Publication number
- JPH0723682B2 JPH0723682B2 JP58216012A JP21601283A JPH0723682B2 JP H0723682 B2 JPH0723682 B2 JP H0723682B2 JP 58216012 A JP58216012 A JP 58216012A JP 21601283 A JP21601283 A JP 21601283A JP H0723682 B2 JPH0723682 B2 JP H0723682B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- casing
- fluid
- blade
- liner
- casing liner
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
- F01D11/14—Adjusting or regulating tip-clearance, i.e. distance between rotor-blade tips and stator casing
- F01D11/20—Actively adjusting tip-clearance
- F01D11/24—Actively adjusting tip-clearance by selectively cooling-heating stator or rotor components
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は軸流圧縮機、軸流タービン等の軸流形流体機
械の改良に係るもので運転時における動翼先端のチツプ
空隙を調整するようにした軸流流体機械の動翼先端すき
ま調整装置に関するものである。
械の改良に係るもので運転時における動翼先端のチツプ
空隙を調整するようにした軸流流体機械の動翼先端すき
ま調整装置に関するものである。
軸流型流体機械においては回転羽根が固定ケーシング部
分に接触し、損傷しないように固定ケーシングと回転部
との間に空隙が設けられている。しかしここで流体の洩
れ損失が発生し性能低下を引き起す。翼先端の空隙と効
率の関係を示すと第１図のごとくとなる。第１図の横軸
はすきまＬを翼の長さｈで除したすきま比であり、たて
軸は相対効率n/n0である。翼先端の空隙が大きくなれば
効率が大きく低下することを示している。このように空
隙が大きくなると効率が低下するので、この空隙を出来
るだけ小さくする必要がある。
分に接触し、損傷しないように固定ケーシングと回転部
との間に空隙が設けられている。しかしここで流体の洩
れ損失が発生し性能低下を引き起す。翼先端の空隙と効
率の関係を示すと第１図のごとくとなる。第１図の横軸
はすきまＬを翼の長さｈで除したすきま比であり、たて
軸は相対効率n/n0である。翼先端の空隙が大きくなれば
効率が大きく低下することを示している。このように空
隙が大きくなると効率が低下するので、この空隙を出来
るだけ小さくする必要がある。
空隙を小さくする1/n法としてはケーシングに翼が接触
してもケーシングが削られる程度のやわらかい材料でケ
ーシングを作る方法が用いられているが、これでは翼の
振動、軸のふれまわりによつて動翼がケーシングに接触
しケーシングが削られ運転時間が増すとともに空隙が大
きくなり性能が低下する。さらに起動時には翼の熱膨張
が早く起こり空隙は一旦小さくなるが定常運転時にはケ
ーシングの熱膨張が大きくなり性能が低下する。
してもケーシングが削られる程度のやわらかい材料でケ
ーシングを作る方法が用いられているが、これでは翼の
振動、軸のふれまわりによつて動翼がケーシングに接触
しケーシングが削られ運転時間が増すとともに空隙が大
きくなり性能が低下する。さらに起動時には翼の熱膨張
が早く起こり空隙は一旦小さくなるが定常運転時にはケ
ーシングの熱膨張が大きくなり性能が低下する。
この発明は軸流流体機械のチップの空隙を運転状態に応
じて制御して性能向上を図るものである。
じて制御して性能向上を図るものである。
［発明の概要］ この発明は、ケーシングと、このケーシング内で回転軸
回りに回転可能な動翼と、この動翼の先端に対向する部
分に該動翼に対して所定の空隙を介して配置されるケー
シングライナーと、このケーシングライナーを前記ケー
シングに対して移動自在に支持する弾性部材と、前記ケ
ーシングと前記ケーシングライナーと前記弾性部材とで
形成される流路の内方に、前記ケーシング及び前記ケー
シングライナーから前記回転軸方向に沿って交互に突出
して設けられるフィンと、前記流路に主流ガスと異なる
温度の流体を供給する流体供給手段と、前記流体の供給
流量を制御する流量制御手段とを備え、前記流体の供給
流量を制御することにより前記弾性部材あるいは前記ケ
ーシングライナーを温度制御して収縮あるいは膨張さ
せ、前記ケーシングライナーと前記動翼の先端との間の
空隙量を調整するようにしたものである。
回りに回転可能な動翼と、この動翼の先端に対向する部
分に該動翼に対して所定の空隙を介して配置されるケー
シングライナーと、このケーシングライナーを前記ケー
シングに対して移動自在に支持する弾性部材と、前記ケ
ーシングと前記ケーシングライナーと前記弾性部材とで
形成される流路の内方に、前記ケーシング及び前記ケー
シングライナーから前記回転軸方向に沿って交互に突出
して設けられるフィンと、前記流路に主流ガスと異なる
温度の流体を供給する流体供給手段と、前記流体の供給
流量を制御する流量制御手段とを備え、前記流体の供給
流量を制御することにより前記弾性部材あるいは前記ケ
ーシングライナーを温度制御して収縮あるいは膨張さ
せ、前記ケーシングライナーと前記動翼の先端との間の
空隙量を調整するようにしたものである。
［発明の効果］ 本発明によれば、起動時と定常運転時とでの動翼先端の
空隙の変化が抑えられ、又、長時間運転しても空隙の変
化が少なく出来る為性能向上が図り得、流体機械の効率
低下を防止することが出来る。
空隙の変化が抑えられ、又、長時間運転しても空隙の変
化が少なく出来る為性能向上が図り得、流体機械の効率
低下を防止することが出来る。
また、ケーシングライナーにフィンを設けることによ
り、ケーシングライナーの剛性が増加し、供給される流
体の圧力による変形を防ぐことができるとともに、伝熱
面積を増加させることができるので、ケーシングライナ
ーの冷却効果を促進することができる。
り、ケーシングライナーの剛性が増加し、供給される流
体の圧力による変形を防ぐことができるとともに、伝熱
面積を増加させることができるので、ケーシングライナ
ーの冷却効果を促進することができる。
さらに、ケーシング側にもケーシングライナーのフィン
とかみ合うように交互にフィンを設けることにより、動
翼の回転軸方向に往復流路を構成することができ、ケー
シングライナーの冷却効果をさらに促進することができ
るとともに、ケーシングライナーが動翼の回転軸に沿っ
た方向に変形並びに移動するのを拘束することができ、
動翼先端すきまを常に所定の値に設定することが可能と
なる。
とかみ合うように交互にフィンを設けることにより、動
翼の回転軸方向に往復流路を構成することができ、ケー
シングライナーの冷却効果をさらに促進することができ
るとともに、ケーシングライナーが動翼の回転軸に沿っ
た方向に変形並びに移動するのを拘束することができ、
動翼先端すきまを常に所定の値に設定することが可能と
なる。
以下、この発明の実施例を図に従つて具体的に説明す
る。
る。
第２図に本発明の一実施例を示す。
図において（１）は動翼，（２），（３），（４）はケ
ーシング，（５）はケーシング（２）に固定された静
翼，（６）はローターデイスク，（７）は静翼に固定さ
れたダイアフラム，（８）はケーシングライナー，
（９）はベローズである。ケーシング（３）には冷却ガ
スの入口孔（10），出口孔（11）があり周方向に複数個
もうけてある。入口孔（10），出口孔（11）は位置を入
れ換えても効果には影響はない。ケーシングライナー
（８）はベローズ（９）によつて半径方向に支持されて
おり回転軸に対して同心円をなす位置が保たれている。
動翼（１）の先端とケーシングライナー（８）との空隙
は運転状態によつて変化するので最も空隙が狭くなつた
状態でも動翼先端とケーシングライナーが接触しない空
隙が静止状態で保たれるようにベローズの寸法は決定さ
れている。過渡状態で空隙が小さくなり定常運転状態で
は空隙が大きくなるので定常運転状態ではケーシングラ
イナーを収縮させて空隙を小さくする必要がある。そこ
で定常運転状態では翼を流れるガス温度より低い温度の
ガスをケーシングライナー表面に流してケーシングライ
ナーの温度をガスの温度より低く保ち空隙を小さくす
る。空隙の大きさは冷却ガス流量を多くするに従つて小
さくなるので動翼先端とケーシングライナーとの間をす
きまを検知して冷却ガス流量を制御しすきまを所要の値
に保つ。ケーシーグライナーの表面にガスを流すためケ
ーシングとケーシングライナー間に流路をもうけガスを
流す。ケーシングライナー（８）はガス圧による変形を
防ぐために剛性を上げるためと、伝熱面積を増加させて
冷却効果を促進するためフインがとりつけられている。
ガスがフインの表面を流れるようにケーシング側にもケ
ーシングライナーのフインにかみ合うように空隙をもた
せたフインがとりつけられる。これにより、動翼の回転
軸方向に往復流路を構成することができるため、ケーシ
ングライナーの冷却効果をさらに促進することができる
とともに、ケーシングライナーが動翼の回転軸に沿った
方向に変形並びに移動するのを拘束することができるた
め、動翼先端すきまを常に所定の値に設定することが可
能となる。ケーシングライナーの剛性が大きいとその収
縮はケーシングライナーの温度によつて支配され、ガス
圧力による影響が少なくなり制御性が改善される。
ーシング，（５）はケーシング（２）に固定された静
翼，（６）はローターデイスク，（７）は静翼に固定さ
れたダイアフラム，（８）はケーシングライナー，
（９）はベローズである。ケーシング（３）には冷却ガ
スの入口孔（10），出口孔（11）があり周方向に複数個
もうけてある。入口孔（10），出口孔（11）は位置を入
れ換えても効果には影響はない。ケーシングライナー
（８）はベローズ（９）によつて半径方向に支持されて
おり回転軸に対して同心円をなす位置が保たれている。
動翼（１）の先端とケーシングライナー（８）との空隙
は運転状態によつて変化するので最も空隙が狭くなつた
状態でも動翼先端とケーシングライナーが接触しない空
隙が静止状態で保たれるようにベローズの寸法は決定さ
れている。過渡状態で空隙が小さくなり定常運転状態で
は空隙が大きくなるので定常運転状態ではケーシングラ
イナーを収縮させて空隙を小さくする必要がある。そこ
で定常運転状態では翼を流れるガス温度より低い温度の
ガスをケーシングライナー表面に流してケーシングライ
ナーの温度をガスの温度より低く保ち空隙を小さくす
る。空隙の大きさは冷却ガス流量を多くするに従つて小
さくなるので動翼先端とケーシングライナーとの間をす
きまを検知して冷却ガス流量を制御しすきまを所要の値
に保つ。ケーシーグライナーの表面にガスを流すためケ
ーシングとケーシングライナー間に流路をもうけガスを
流す。ケーシングライナー（８）はガス圧による変形を
防ぐために剛性を上げるためと、伝熱面積を増加させて
冷却効果を促進するためフインがとりつけられている。
ガスがフインの表面を流れるようにケーシング側にもケ
ーシングライナーのフインにかみ合うように空隙をもた
せたフインがとりつけられる。これにより、動翼の回転
軸方向に往復流路を構成することができるため、ケーシ
ングライナーの冷却効果をさらに促進することができる
とともに、ケーシングライナーが動翼の回転軸に沿った
方向に変形並びに移動するのを拘束することができるた
め、動翼先端すきまを常に所定の値に設定することが可
能となる。ケーシングライナーの剛性が大きいとその収
縮はケーシングライナーの温度によつて支配され、ガス
圧力による影響が少なくなり制御性が改善される。
第３図はこの発明の他の実施例を示すものである。本実
施例は前記の実施例の冷却ガスの供給排出部の構造を変
えリング状の流路（12），（13）をもうけ流路（12），
（13）から多数の孔（14），（15）をあけ冷却ガスが一
様に供給されるようにしたものである。流路（12），
（13）には１ケ又は複数個の孔（10），（11）によつて
冷却ガスが供給される。
施例は前記の実施例の冷却ガスの供給排出部の構造を変
えリング状の流路（12），（13）をもうけ流路（12），
（13）から多数の孔（14），（15）をあけ冷却ガスが一
様に供給されるようにしたものである。流路（12），
（13）には１ケ又は複数個の孔（10），（11）によつて
冷却ガスが供給される。
第１図は軸流流体機械の翼先端の空隙と効率の関係を示
す特性図、第２図は本発明に係る軸流流体機械の動翼先
端すきま調整装置の一実施例を示す断面図、第３図は本
発明の他の実施例を示す断面図である。 １……動翼、2,3,4……ケーシング ５……静翼、６……ローターデイスク ７……ダイヤフラム、８……ケーシングライナ ９……ベローズ 10,11,14,15……孔 12,13……リング状冷却ガス流路
す特性図、第２図は本発明に係る軸流流体機械の動翼先
端すきま調整装置の一実施例を示す断面図、第３図は本
発明の他の実施例を示す断面図である。 １……動翼、2,3,4……ケーシング ５……静翼、６……ローターデイスク ７……ダイヤフラム、８……ケーシングライナ ９……ベローズ 10,11,14,15……孔 12,13……リング状冷却ガス流路
Claims (2)
- 【請求項１】ケーシングと、このケーシング内で回転軸
回りに回転可能な動翼と、この動翼の先端に対向する部
分に該動翼に対して所定の空隙を介して配置されるケー
シングライナーと、このケーシングライナーを前記ケー
シングに対して移動自在に支持する弾性部材と、前記ケ
ーシングと前記ケーシングライナーと前記弾性部材とで
形成される流路の内方に、前記ケーシング及び前記ケー
シングライナーから前記回転軸方向に沿って交互に突出
して設けられるフィンと、前記流路に主流ガスと異なる
温度の流体を供給する流体供給手段と、前記流体の供給
流量を制御する流量制御手段とを備え、前記流体の供給
流量を制御することにより前記弾性部材あるいは前記ケ
ーシングライナーを温度制御して収縮あるいは膨張さ
せ、前記ケーシングライナーと前記動翼の先端との間の
空隙量を調整することを特徴とする軸流流体機械の動翼
先端すきま調整装置。 - 【請求項２】前記流体の供給流量は前記ケーシングライ
ナーと前記動翼の先端との間の空隙量を検出する手段の
検出信号によって制御されることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の軸流流体機械の動翼先端すきま調整
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58216012A JPH0723682B2 (ja) | 1983-11-18 | 1983-11-18 | 軸流流体機械の動翼先端すきま調整装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58216012A JPH0723682B2 (ja) | 1983-11-18 | 1983-11-18 | 軸流流体機械の動翼先端すきま調整装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60108503A JPS60108503A (ja) | 1985-06-14 |
| JPH0723682B2 true JPH0723682B2 (ja) | 1995-03-15 |
Family
ID=16681914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58216012A Expired - Lifetime JPH0723682B2 (ja) | 1983-11-18 | 1983-11-18 | 軸流流体機械の動翼先端すきま調整装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0723682B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5026254A (en) * | 1989-10-13 | 1991-06-25 | Bell Helicopter Textron Inc. | Calibrated pitch change link |
| DE102009054006A1 (de) * | 2009-11-19 | 2011-05-26 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Vorrichtung zur Abstandsverstellung zwischen einem Turbinenrad und einem Turbinengehäuse einer Gasturbine |
| CN114251130B (zh) * | 2021-12-22 | 2022-12-02 | 清华大学 | 一种用于控制叶顶泄漏流的鲁棒性转子结构和动力系统 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1484936A (en) * | 1974-12-07 | 1977-09-08 | Rolls Royce | Gas turbine engines |
| US4338061A (en) * | 1980-06-26 | 1982-07-06 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Control means for a gas turbine engine |
| JPS5741407A (en) * | 1980-08-22 | 1982-03-08 | Hitachi Ltd | Sealing mechanism on top of turbine rotor blade |
| JPS5759002A (en) * | 1980-09-24 | 1982-04-09 | Hitachi Ltd | Device for adjusting tip gap of turbo type hydraulic machine |
| JPS59175607U (ja) * | 1983-05-13 | 1984-11-24 | 株式会社日立製作所 | 軸流流体機械用シ−ルリング |
-
1983
- 1983-11-18 JP JP58216012A patent/JPH0723682B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60108503A (ja) | 1985-06-14 |
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