JPS6022165B2 - 旋回羽根を有するタ−ビン用プロペラ羽根車 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野： 本発明は、プロペラのピッチを変更し、これによってタ
ービンの作動特性を変更するための旋回羽根を有するタ
ービン用プロペラ羽根車に関するものである。

先行技術および発明が解決しようとする問題点：通常で
は、プロペラ羽根車の旋回羽根が組立てられたとき、そ
の各々は、１つのジャーナル上に組立てられ、このジャ
ーナルは、羽根車の軸線に直角の鞠線に沿って羽根車の
ハブに支持されている。

第１図および第２図は、このような通常の支持の一例を
示す。この場合、羽根１は、ねじ２によってジャーナル
３に取付けられている。

この全体は、ハブ本体の外側部分８と内側部分９とにお
けるそれぞれの２つの円筒形支え面５，６によって、ま
た外側部分８に対するスラスト支え部分１０１こよって
、ハブ本体上に保持されている。またやはり既知のよう
に、ジャーナル３の本体は、その側部に、レバー１２を
有し、このレバー１２は第２図によく示され、その先端
は、羽根車の軸線に平行する操作榛１７に連結されるよ
うになっている。羽根１の旋回のための操作装置は、中
心軸１４により概略的に示され、中心鞠１４は、中心軸
１４を軸線方向に移動させるための図示しないサーボモ
ーターに連結されている。中心軸１４に連結された板１
６は、各羽根１について、操作榛１７の一端を支持し、
操作棒１７の池端は、レバー１２に枢着されている。羽
根１が作動中に受ける力は、次の成分に分解される。

‘ィ’タービン軸線とジャーナル軸線とに、直角な接線
方向成分。タービンの駆動トルクを規定するのは、この
成分である。｛ロー ジャーナル軸線と直角で、タービ
ン軸線と平行な半径方向スラスト。

し一 ジャーナル鞠線と平行な遠心力成分。

羽根車において、接線方向成分と半径方向スラストとは
、２個の支え面５，６の反力により釣合わされる。羽根
１をそのジャーナル軸線の周りに回動させようとするこ
れら２つの成分から、もたらされるトルクは、ジャーナ
ル３におけるレバー１２に加わるサーボモーターからの
力により釣合わされる。遠０力成分は、スラスト支え部
分１０を介してハブ本体の外側部分８からの反力により
釣合わされる。すなわち遼心力は、ハブ外側部分８に作
用するので、ハブ外側部分８は厚くしなければならない
。この公知の構成には、大形タービンを高速で回転させ
た場合のように、何千トンにも達し得る非常に大きな遠
心力に一義的に基因した多くの欠陥が存在する。

この遠心力は、実際には、羽根１の基部の直径に対応す
る大径の関口を各羽根について備えた大径の外側部分に
伝達される。多数の大径の開□の存在は、大きな寸法の
関口をあげた胴板の理論的な計算によって明らかになる
ように、外側部分８の強度を低下させる。そのためハプ
本体の外側部分８が変形され、スラスト支え部分１０の
平面が揺動し、スラスト支え部分１０上の圧力分布が不
整になる。そのためハブの周囲リム部分の厚みを増し、
ハブ本体を鋳造により製造することが必要になる。また
スラスト支え部分１０のリングの直径が大きいため、羽
根１の傾斜の調整のための力に反抗する摩擦トルクが大
きくなり、強力なサーボモーターと、やはり強力な伝動
装置部材とが必要になる。

そのためハブの直径が大きくなり、羽根について利用可
能な直径がそれだけ減少する。発明の構成： 本発明は、プロペラ羽根車のハブ上に羽根のジャーナル
を取付けるための新しい構成を対象としている。

本発明は、旋回羽根を有するプロペラ羽綬車に係るもの
であり、この場合、各羽根は、ハブにおいて半径方向に
沿って支持され、各羽根は、その基端部に、第１の円筒
形支え面および第２の円筒形支え面を有し、これらの円
筒形支え面は、互いに間隔を存し、かつ同軸線のもので
あり、かつ羽根自身の周りに羽根の回転の軸線を規定し
ており、上記回転は、羽根の迎え角を調整するようにな
っているものである。

各羽根は、その横方向の操作棒を備え、これらの榛の運
動は、羽根車の内部装置により同時に制御され、すべて
の羽根の迎え角を一緒に調整するようになっている。本
発明によれば、各羽根の第１の円筒形支え面は、ハブの
外側部分に形成した支え面に支承され、各羽根の第２の
円筒形支え面は、円筒形のジャーナルの周りに支承され
、各ジャーナルは、ハブの中心部の方へ延びるハブの部
分に固く連結された中心コアの周りに半径方向に固く連
結され、各ジャーナルは、対応する羽根のための軸線方
向スラスト支え面を形成している。

プロペラ羽根車が４枚の羽根を有する場合の、本発明の
好ましい実施態様によれば、中心コアは、十字軸を形成
することになる。

コアは、直径上に向き合った２個の第１のジャーナルを
支持し、第１のジャーナルの軸線と直角に軸がコアを貫
通し、上記軸は、コア中において拘束され、この軸の両
端は、２個の第２のジャーナルを形成している。本発明
の別の好ましい実施態様によれば、羽根の操作棒は、軸
線方向ジャッキの可動なジャッキ本体に枢着され、軸線
方向ジャッキのピストンおよびロッドは、羽根車の軸線
上において十字軸と一体化されている。

実施例： 次に添付図面を参照して本発明の好ましい実施例につい
て更に詳述する。

第３図において、４枚の旋回羽根を有するプロペラ羽根
車の各羽根２１は、半径方向ジャーナル２３上に組立て
られ、この組立体は、第１の円筒形支え面２５により、
ハブ外側部分２８に形成した支え面に支承されている。

ハブは、その中心部に、固定の十字軸２９を有し、十字
軸２９は、ねじ部分３２を延長形成した半径方向ジャー
ナル３１を各羽根２１について備えている。ジャーナル
２３は、その端部の中ぐりにより十字軸２９のジャーナ
ル３１に支承され、そこで第２の円筒形支え面２６によ
り半径方向に保持される。半径方向ジャーナル２３は、
鞠線方向スラスト支え面３０を介してねじ部分３２に係
合するナット３３によりジャーナル３１上に鞠線方向に
保持される。ハプ外側部分２８は、一端に半径方向面５
０を有し、半径方向面５Ｍま、トルク伝達軸５１の先端
のほぼ半径方向面５２に位置している。その位置では、
外側部分２８は、トルク伝達軸５１と同軸的に固く固定
される。外側部分２８の他端には、羽根２１の支持およ
び迎え角制御に関連する全部の内部支持機構を収容した
尖ったアーチ形部分５４が同軸的に取付けられている。
ハブ外側部分２８は、十字軸２９に固く連結されて中心
部に向うハブ部分５３を備えている。尖ったアーチ形部
分５４、外側部分２８およびトルク伝達麹５１の最大直
径は、ハブの周り‘こ羽根車の軸線方向に生ずる流体の
流れを容易にするため、ほぼ同じ値になつている。十字
軸２９は、２つの部分（第４図参照）により形成され、
そのうち１つの部分であるコア３９は、各々向き合いに
整列された２個のジャーナル３１（第４図においては上
下方向に延びている）を支持し、各ジャーナル３１の先
端部にねじ部分３２を有する。

コア３９は、ジャーナル３１の軸線と直角に通し孔を有
し、この通し孔には、両端部が同様のジャーナル３１（
第４図においては左右方向に延びている）およびねじ部
分３２となっている機軸４０が収容される。藤藤４川ま
、後者のジャーナル３１の肩部と、コア３９の右側の面
に支承されたスリーブ４１とにより、コア３９の通し孔
中に位置決めされ拘束されいる。第３図において、各ジ
ャーナル２３および各羽根２１は、ジャッキ本体４４の
軸線方向移動により、回転が制御され、ジャッキ４４の
本体は、その基端にボス４５を有し、ボス４５には、操
作榛３７が枢着されている。

ギャップ４３によって閉じられたジャッキ４４は、十字
軸２９と一体の軸４６に沿って移動し、十字軸は、ハブ
と一体である。軸４６と一体のピストン４７は、給油ダ
クト４８，４９をそれぞれ備えた２つのジャッキ室を隔
だてている。図には給油ダクト４８，４９の関口部分が
図示されているにすぎないが、これらのダクトは、高圧
の圧油源に連続された調節器に、慣用の方法において接
続されている。２つのジャッキ室のうち、そのどちらか
に給油するかに従って、羽根２１の揺動を調整するよう
にジャッキ４４が鞠線方向に移動する。

発明の効果： この構成において、羽根２１に作用する力の半径方向ス
ラストおよび接線方向成分は、前述した既知の構成と同
様に、支え面２５，２６からの反力と、操作棒３７によ
り伝達されるサーボモーターからの力とによって釣合わ
される。

しかしこの場合には、遠心力は、簡単な引張り力の形で
、十字軸２９のジャーナル３１およびねじ部分３２に伝
達される。そのため、大きな遠心力が比較的小さい寸法
の部品に加えられ、この部品は、上記力に反抗するよう
に容易に寸法を定めることができる。

また、支え面２５，２６からほぼ等距離にあるスラスト
支え面３０の変形は、鞄線に関し対称に生じ、スラスト
支え面のりング状部分上に均等に荷重が分配される。特
にスラスト支え面３０の直径の減少により「摩擦トルク
を相当減少させることができ、従って操作のための駆動
機構の動力および容積が小さくなる。ハブ外側部分２８
は、遠心力を支持しなくともよくなり、支え面２５の反
力しか受けないので、軽量化でき、特に羽根２１の基部
を支持する通し孔の間の球形８同板の厚さを大幅に減少
することができる。本発明においては、遠心力は、十字
軸２９の両端に作用し、それ自身が釣合わされるから、
ハブ本体の厚さを減少することができる。その場合、ハ
ブ本体は、鋳造による代りもこ機械的な溶接により製造
できるため、コストが大幅に減少する。そのためハブの
直径を小さくでき、羽根の直径に対するハブ直径の比を
小さくでき、羽根の単位面積当りの動力を大きくできる
。本発明は前述した実施例に限定されず、細部の構造ま
たは均等手段の利用のみについて相違するすべての変形
を包含する。

すなわち本発明は、固定された十字軸が羽根と同数の分
岐部分をもち、各々の分岐部分が対応する羽根のジャー
ナルを形成するようにして、任意の羽根をもった羽根車
に適用することができる。

しかし前述した４枚羽根の羽根車は、コアとこれを通り
抜ける横軸との２つの部分により十字軸を構成でき、鋳
造に比べて経済的な機械溶接を利用できるため、特に有
利である。一体的に鋳造された十字軸の場合には、第１
図に示したものと同じ種類の、十字軸を通り抜けている
軸線方向の藤を、羽根の旋回の制御装置につくることが
できる。

第３図に示したジャッキ型の構成は、軸線方向の軸を十
字軸に通すことにより、十字軸の中心部分を脆弱にする
ことがなく、従って半径方向の寸法を最小としながら遠
○力に対する抵抗力が実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来技術による羽根車の鞄線を通る概略的な
縦断面図、第２図は、羽根の旋回を制御するレバーを示
すための第１図のローロ線に沿った横断面図、第３図は
、本発明による羽根車の鞄線を通る概略的な縦断面図、
第４図は、十字軸の詳細な構造を示すための第３図のＷ
−Ｗ線に沿った縦断面図である。 ２１・…・・羽根、２５，２６・・・・・・円筒形支え
面、２８…・・・ハブ外側部分「 ２９…・・・十字軸
、３０・・・…スラスト支え面、３１……ジャ−ナル、
３９…．・・コア、５３・・・・・・ハブ部分。 Ｆｉｇｌ Ｆｉｇ２ Ｇ９３ Ｆｉｇム

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ハブに半径方向に支持された４つの旋回羽根を有す
   るタービン用プロペラ羽根車であつて、 上記各羽根は
   、その間隔を存した基端部において、上記羽根の迎え角
   を調整する上記羽根の回転の軸線の周りの上記羽根の回
   転の軸線を規定する同軸の第１の円筒形支え面および第
   ２の円筒形支え面を有していることと、 上記羽根車の
   内部装置によつて同時に制御し、上記羽根のすべての迎
   え角を一緒に調整するように移動するための各羽根上の
   横方向の操作棒と、 上記各羽根の上記第１の円筒形支
   え面は、上記ハブの外端部分に形成された支え面に支承
   されていることと、 上記各羽根の上記第２の円筒形支
   え面は、中心コアの周りに固くかつ半径方向に固定され
   ている円筒形ジヤーナルの周りに支承されていることと
   、 上記中心コアは、上記ハブの中心部の方へ延びてい
   る上記ハブの部分に固く連結されていることと、 上記
   中心コアは、直径上で向き合つた２つのジヤーナルを支
   持していることと、 上記２つのジヤーナルの軸線に直
   角で上記中心コアの中を貫通している軸と、 上記軸は
   、上記中心コアに拘束され、かつ両端を有し、これら両
   端は２つの別のジヤーナルを形成していることと、 上
   記各ジヤーナルは、対応する羽根のための軸線方向スラ
   スト支え面を形成していることを特徴とするタービン用
   プロペラ羽根車。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のタービン用プロペラ羽
   根車において、 上記ハブの外側部分は、上記軸と同軸
   の延長部におけるトルク伝達軸の端部の実質的に半径方
   向の面に固く固定され、上記ハブの外側部分は、その一
   側において、上記羽根の支持および上記羽根の迎え角の
   制御のための内部機構を収容した尖つたアーチ形部分を
   支持していることを特徴とするタービン用プロペラ羽根
   車。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項に記載のタービ
   ン用プロペラ羽根車において、上記羽根を操作するため
   の操作棒は、ジヤツキの軸線方向の可動本体に枢着され
   、それのピストンおよびロツドは、上記羽根車の軸線上
   の上記中心ピースと一体であることを特徴とするタービ
   ン用プロペラ羽根車。