JPH07673Y2 - セラミックタービンの芯出し機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案はセラミックタービンの芯
出し機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】高温に対する強度特性が金属より優れて
いるため、タービンロータにセラミックを用いたセラミ
ックタービンが知られている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】このようなセラミック
タービンの芯出し機構として、タービンロータが金属で
できているメタルタービンの芯出し機構に対して用いら
れているインローとボルト締めを採用した場合には、熱
膨張差による応力がタービンに加わってタービンが破損
するという問題点がある。本考案は上記の点に鑑みてな
されたもので、その目的は熱膨張差による影響を受ける
ことがないセラミックタービンの心出し機構を提供する
ことにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本考案の課題はセラミッ
クインナシュラウドとセラミックアウタシュラウドで囲
まれるように形成された高圧ガス導入路と、この高圧ガ
ス導入路内に設けられたノズルと、セラミックタービン
ロータと、このセラミックタービンロータの軸を支持す
るベアリングハウジングと、上記ベアリングハウジング
と上記インナシュラウド間に介装され上記ベアリングハ
ウジングと上記インナシュラウドの周方向の相対変位を
制限し、半径方向の相対変位を許容するラジアルキー機
構とを具備したことを特徴とするセラミックタービンの
芯出し機構により解決される。

【０００５】

【作用】セラミックタービンのベアリング筐体とインナ
シュラウド間に周方向の相対変位を制限し、半径方向の
相対変位を許容するラジアルキー機構を設けている。

【０００６】

【実施例】以下、図面を参照して本考案の一実施例につ
いて説明する。図１はセラミックタービンの要部断面図
である。図１において、１１はセラミック製インナシュ
ラウド（内側筐体）、１２はセラミック製アウタシュラ
ウド（外側筐体）、１３は高圧ガス取り入れ口である。
このインナシュラウド１１には円筒状のディフューザ１
４が装着されている。上記インナシュラウド１１とアウ
タシュラウド１２の一部の対向する面が凸状に形成され
たノズル装着部１５が周方向を３等分するように３ケ所
設けられている。このノズル装着部１５にはノズル１６
が装着されている。このノズル１６は円柱部１７とその
円柱部１７の両側に設けられたフランジ１８とこのフラ
ンジ１８の両外側に設けられた突部１９により構成され
ている。

【０００７】また、２０はセラミックタービンの主筐
体、２１は金属製ベアリング筐体である。このベアリン
グ筐体２１には第１のベアリング２２を介してタービン
ロータ２３及びコンプレッサ２４が軸方向に回転自在に
支持されている。

【０００８】また、上記ノズル１６のフランジ１８とベ
アリング筐体２１間には図３に示すような断面がＨ状の
ローラ２５が介挿されている。このローラ２５により上
記ノズル１６とベアリング筐体２１間の距離が一定に保
たれている。このローラ２５は半径方向には回転する
が、周方向には移動しないので、ラジアルキー機構とし
て機能する。

【０００９】上記ベアリング筐体２１の上記ローラ２５
が当接する部分には孔２６が開けられている。そして、
この孔２６に一端にフック部２７を有するリンク２８が
挿入されている。このリンク２８の他端にはＴ字状のば
ね支持部材２９が取り付けられている。このばね支持部
材２９にはばね３０の一端が当接され、ばね３０の他端
は上記ベアリング筐体２１の裏面に当接されている。こ
のため、ばね３０の付勢力によりフック部２７がベアリ
ング筐体２１側に常時引っばられているため、ローラ２
５の落下が防止される。

【００１０】また、上記主筐体２０にはばね３１の端部
を収納する凸部３２が形成されている。上記ベアリング
筐体２１の上記凸部３２と対向する面にはリンク３３の
一端が取り付けられており、リンク３３を周面を覆うよ
うに上記ばね３１が取り付けられている。なお、３４は
上記主筐体２０と上記コンプレッサ２４の軸間に介装さ
れた第２のベアリングである。

【００１１】また、バックブレート１２１とベアリング
筐体２１間にはばね４１と棒状部材４２よりなるリンク
機構が設けられ、アウタシュラウド１２とベアリング筐
体２１にはばね４３とスライダ４４よりなるリンク機構
が設けられている。なお、５１は被圧縮流体取り入れ口
である。次に、上記のように構成された本考案の一実施
例の動作について説明する。

【００１２】まず、高圧ガス取り入れ口１３から高温・
高圧ガスが導入され、タービンロータ２４が回転され
る。このため、コンプレッサ２４が回転され、被圧縮流
体取り入れ口５１から導入された被圧縮流体はコンプレ
ッサ２４により圧縮され、図示しない吐出口から排出さ
れる。

【００１３】このように、セラミックタービンは高温ガ
ス（例えば１３００度程度）が導入されるため、ベアリ
ング筐体２１とインナシュラウド１１の熱膨張の違いか
ら、ベアリング筐体２１とインナシュラウド１１の径方
向の長さに相違がでようとする。通常、金属でできてい
るベアリング筐体２１の方がセラミックでできているイ
ンナシュラウド１１より熱膨張係数が大きいので、ベア
リング筐体２１の方が径方向に延びようとする。このと
き、ラジアルキーのローラ２５が径方向に転がって、ベ
アリング筐体２１とインナシュラウド１１の熱膨張差が
吸収され、ベアリング筐体２１とインナシュラウド１１
の同心度が保たれる。

【００１４】また、主筐体２１はばね３１、ローラ２
５、ノズル１６を介してインナシュラウド１１をディフ
ューザ１４に押し付ける構造となっているため、主筐体
２１の熱変形による影響を受けることはない。

【００１５】

【考案の効果】以上詳述したように本考案によれば、熱
膨張による影響を受けることがないセラミックタービン
の心出し機構を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係わるセラミックタービン
の心出し機構を示す要部断面図。

【図２】ラジアルキーの断面図。

【図３】ローラの一部を示す断面図。

【符号の説明】

１１…インナシュラウド、１２…アウタシュラウド、１
６…ノズル、２１…ベアリング筐体、２２…第１のベア
リング、２３…タービンロータ、２４…コンプレッサ、
２５…ローラ、２８…リンク。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミックインナシュラウドとセラミッ
   クアウタシュラウドで囲まれるように形成された高圧ガ
   ス導入路と、この高圧ガス導入路内に設けられたノズル
   と、セラミックタービンロータと、このセラミックター
   ビンロータの軸を支持するベアリングハウジングと、上
   記ベアリングハウジングと上記インナシュラウド間に介
   装され上記ベアリングハウジングと上記インナシュラウ
   ドの周方向の相対変位を制限し、半径方向の相対変位を
   許容するラジアルキー機構とを具備したことを特徴とす
   るセラミックタービンの芯出し機構。