JPS6056241B2 - 羽根位置指示装置 - Google Patents

羽根位置指示装置

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JPS6056241B2
JPS6056241B2 JP52113179A JP11317977A JPS6056241B2 JP S6056241 B2 JPS6056241 B2 JP S6056241B2 JP 52113179 A JP52113179 A JP 52113179A JP 11317977 A JP11317977 A JP 11317977A JP S6056241 B2 JPS6056241 B2 JP S6056241B2
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JP
Japan
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rotation
bellcrank
bell crank
ring gear
stem
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Expired
Application number
JP52113179A
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English (en)
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JPS5344705A (en
Inventor
ダニエル・エドウイン・ゲブハ−ト
エドワ−ド・ジヨ−ジ・マインツ
ブレ−ス・クラ−ク・スミス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Caterpillar Inc
Original Assignee
Caterpillar Tractor Co
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Filing date
Publication date
Application filed by Caterpillar Tractor Co filed Critical Caterpillar Tractor Co
Publication of JPS5344705A publication Critical patent/JPS5344705A/ja
Publication of JPS6056241B2 publication Critical patent/JPS6056241B2/ja
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10Final actuators
    • F01D17/12Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/16Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
    • F01D17/162Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes for axial flow, i.e. the vanes turning around axes which are essentially perpendicular to the rotor centre line

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガスの流れとの相互作用可能にガスタービン
エンジンまたは圧縮機に使用される型式の可動羽根組立
体に係る。
更に明確には、本発明はガスタービンエンジンまたは圧
縮機内を流れるガスの通る環状通路の有効断面積を変え
るのに使用される多数の半径方向整合羽根の回転位置を
温度に関係なく指示するための装置に係る。従来は、発
動機速度の比較的広い範囲に亘つて効率を高めるのに可
変面積ノズルがガスタービンエンジンに利用されている
。このようなノズルに必要なのは、多数の可動羽根各々
を正確に位置決めすること、及びそれらの羽根をタービ
ンエンジンの作動中選択された位置に維持することであ
る。このような位置決めの正確さは、例えば、羽根を位
置決めするのに過度の公差が駆動構造に必要になるため
に、かつノズルを通る熱ガスの流れに原因して生ずるひ
ずみのために、かつ操作装置の諸部分にかかる不釣合負
荷に原因して生ずるひずみのために維持されるのが困難
である。従来、ノズル羽根を一斉に位置決めするのにノ
ズル羽根を包囲して配置された輪歯車が可動ノズル羽根
を制御するための一構造に採用されている。
こうした在来装置の典型例はチヤドウイツク(Chad
wick)氏の米国特許第3252686号、マクリー
ン(McLean)氏の米国特許第3383090号、
及びウイリアムスン(WilllamsOn)氏の米国
特許第338309吋に記載されている装置である。こ
れらの装置は各々、連結装置を介して多数の羽根を一斉
に作動せしめるリング部材を回転するのに単一の操作ジ
ャッキを利用している。こうした装置は操作ジャッキか
ら単一点に力が加えられるために、リング部材にかかる
負荷を不均衡ならしめて、その不均衡が諸部分の歪及び
不正確なノズル位置決めの原因になり得る。その他の在
来装置は輪歯車を位置決めするのに同輪歯車に沿つて多
数の点に連結された多数の個別操作ジャッキを利用して
いる。
この場合にも、輪歯車にかかる力の不釣合が多数のジャ
ッキの不等なまたは不正確な運動に原因して生じる。本
願と同じ譲受人に譲渡された出願中の197岬9月2日
付米国特許出願第609764号には、単一複動液圧モ
ータによる作用を受ける複式ベルクランク機構による作
用を外周の直径上に相対向する2点に於いて受ける輪歯
車を有する羽根位置決め装置が記載されている。同モー
タは両ベルクランク継手間を自由に動き、従つてこれら
両継手は各ベルクランク機構に相反する等しい力を加え
て、輪歯車に釣合つた力を加える。輪歯車が回転されれ
ば、多数の可動ノズル羽根が一斉に調節される。本発明
は、米国特許出願第609764号に記載されている如
き複式ベルクランクリンク機構及びその他のリンク機構
によつて作動させられる如きノズル羽根の回転位置を温
度に関係無く指示するための装置に係る。
本発明の概要が次に説明される。
本発明はハウジングによつて形成された環状通路内に円
周方向に列をなして配置され、かつ前記・環状通路の有
効断面積を変えるのにそれぞれの半径方向軸線を中心と
する回転可能に支えられた複数の半径方向整合羽根と、
前記複数の整合羽根と共に回転するように連結された複
数の回転可能歯車装置と、前記複数の回転可能歯車装置
の歯装置と同時に係合するようになつている歯装置を有
して、回転すれば前記複数の羽根を回転せしめるように
なつている輪歯車と、前記輪歯車の直径上で相対向する
第1及び第2両点に連結された第1及び第2両リンク装
置を含む作動装置と、前記第1及び第2両リンク装置を
同時に作動して前記輪歯車を回転するための駆動装置と
を有してガスの流れとの相互作用可能にガスタービンエ
ンジンまたは圧縮機に使用される型式の可動羽根組立体
に係る。
更に明確には、本発明はこのような組立体に於いて羽根
の回転位置を温度に関係無く指示するための改良された
装置に係る。この改良された指示装置は体部及び同体部
に対して相対的に回転可能なステムを有し、かつ同体部
と同ステムとの相対回転の関数である抵抗を示す可変抵
抗分圧器を有している。前記第1リンク装置の寸法の変
化に応答して前記体部を回転するように前記体部を装架
するための装置が設けられている。前記第2リンク装置
の寸法の、前記第1リンク装置の寸法の変化に比例する
(概して等しい)変化に応答して前記体部の回転と同じ
方向に前記ステムを回転するように前記ステムを装架す
る装置が設けられている。更に前記可変抵抗分圧器の抵
抗を示す装置も設けられている。本発明は同じ参照数字
が全図に亘つて同じ部分を表わすのに採用されている添
付図面の諸図を参照することによつて一層よく理解され
ることになる。
次に本発明の好適実施例が詳しく説明される。
先ず、添付図面の第1図を参照すれば、同図には在来ロ
ータ12及び多数の可変面積ノズル羽根14を有するガ
スタービンエンジン10の一部が示されている。ノズル
羽根14はタービンハウジング20の中の適当な数の軸
受18に軸支された多数の軸16上に回転可能にそれぞ
れ装架されている。各軸16にはキー止めされた扇形歯
車22が設けられて、同歯車が角方向に変位させられた
時に軸16及び羽根14が比例して動くようになつてい
る。エンジン10は扇形歯車22の歯27と係合するよ
うになつている多数の歯26を有する輪歯車24をも有
している。輪歯車24は多数の軸受28上にまたはハウ
ジング20の他の部分上の如何なる軸受でも適当な並軸
受上に回転可能に適当に装架されている。輪歯車24が
回転すれば、各扇形歯車22が一斉に作動させられ、か
つその結果として各ノズル羽根14が一斉に作動させら
れる。各ノズル羽根14はハウジング20によつて形成
された環状通路30内に配置されて総合可動羽根組立体
31を形成している。主として第2図及び第3図を参照
すれば、輪歯車24は液圧シリンダ32の如き単一の複
動流体圧アクチュエータが使用されることによつて操作
される。
液圧シリンダ32は圧力流体をシリンダボディ38内の
ボトム側室とロッド側室内へそれぞれ供給したり同両室
からそれぞれ排出したりするための導管34,36を設
けられ、かつ在来構造を有している。同液圧シリンダは
ロッド40、ボディ38から張出しているフレーム41
、及びロッド伸長時または引つ込められた時に1対のベ
ルクランクすなわち第1及び第2ベルクランク44,4
6を回転せしめる継手42を有している。第1及び第2
ベルクランク44,46は次いで、直径上に相対向して
輪歯車24の外周56上に配置された1対のボス52,
54にそれぞれ揺動可能に連結された1対のリンク装置
即ち第1、第2リンク48,50にそれぞれ連結されて
いる。自由に浮動する液圧シリンダ32が作動させられ
たら、相等しい相反する力がロッド40及び継手42を
介して第1、第2ベルクランク44,46にそれぞれ加
えられて、輪歯車24を回転せしめるのに釣合つた力を
ボス52,54にそれぞれ加え、結局ノズル羽根14を
調節する。ここで特に第2図及び第3図を参照すれば、
本発明の独特な理念が最も容易に理解されることになる
体部60及びほぼ中心を通つて同体部から突出し、かつ
同体部内に於いて回転可能なステム62を有する可変抵
抗分圧器58が本発明の重要な部分になつている。可変
抵抗分圧器58の体部60はベルクランク44の回転軸
線と共軸に装架されている。可変抵抗分圧器58のステ
ム62も第1ベルクランク44の回転軸線と共軸に整合
させられている。可変抵抗分圧器58のステム62は第
1ベルクランク44に伴つて直接に回転するようにバー
63及び適当な装架装置64を介して同ベルクランクへ
連結されている。可変抵抗分圧器58の体部60は既述
の如く第1ベルクランク44の軸線と共軸に装架され、
かつ更に軸受装置68,70を介してレバー66にも装
架されており、従つて、レバー66が同レバーの第1ベ
ルクランク44と共通な回転軸線を中心として回転され
るに従つて可変抵抗分圧器体部60も第1ベルクランク
44の軸線を中心として同様に回転される。図示実施例
に於いてレバー66は液圧シリンダ32のフレーム41
から突出している調節可能な細長い部材72によつて回
転される。細長い部材72はレバー66の第1端74と
揺動可能に連結し、またレバー66の第2端76は軸受
装置68,70に於いて第1ベルクランク44を囲んで
回転可能に嵌合している。細長い部材72は諸部分の寸
法の製造偏差を補正するように同部材の両端を同部材の
体部へねじ込み可能にすることによるなどして調節可能
にされる。在来のリード電線78が第3図に略図で示さ
れているように、抵抗計またはブリッジ80の如き抵抗
測定器へ通じている。このようにして、可変抵抗分圧器
の抵抗は絶えず測定されることができる。普通の態様で
は、可変抵抗分圧器の抵抗はステム62と体部60との
相対回転の関数てある。体部60及びステム62の特定
機械的装架のせいで体部60及びステム62の相対回転
は次いでレバー66及び第1ベルクランク44の相対位
置によつて決定される。次いで明らかなのは、抵抗計8
0の読みが体部60及びステム62の相対回転によつて
決定されることになることである。本発明の装置の作動
に就いて更に詳しく説明されることになる態様に於いて
、第1ベルクランク44及びレバー66の相対位置は羽
根14の回転位置を示すことになり、従つて、抵抗計8
0の読みは羽根14の位置を示すことになる。作動の際
には、液圧シリンダ32を使用することによつて、羽根
14が所望される回転位置に整定される。
この時、抵抗計80は可変抵抗分圧器58の抵抗を測定
して特定の値を指示することになる。エンジン10が作
動中に高熱になるに従つて第1、第2リンク48,50
も熱されることになる。第2図に最も明瞭に示されてい
る特定実施例に於いて、第1、第2リンク48,50は
エンジン10のハウジング20の中にあることになり、
従つて同ハウジング内の温度変化に特に敏感であること
になり、かつエンジンによつて交互に熱せられたり冷や
されたりするに従つて寸法、特に長さを著るしく変える
ことになる。第1、第2リンク48,50はエンジン1
0のハウジング20の中にほぼ対称に配置されているの
でこれらの第1、第2リンク48,50の各々は加熱さ
れるとほぼ等しい量だけ線形に膨張し、また冷却される
と同様に収縮することになる。第2リンク50が膨張す
るに従つて第2ベルクランク46は反時一計廻り方向に
回転するように強いられることになり、従つて液圧シリ
ンダ32を引つ張つて右へ動かし、次いで同シリンダは
レバー66を同レバーの第1端74に於いて右へ移動せ
しめることになり、かく移動せしめることによつて、可
変抵抗分,圧器58の体部60は膨張分だけ反時計廻り
方向に回転されることになる。第1リンク48が第2リ
ンク50の回転にほぼ等しい量に膨張するに従つて、第
1ベルクランク44は第2ベルクランク46の回転にほ
ぼ等しい量だけ反時計廻り方向に!回転するように強い
られることになり、かく強いられることによつて、可変
抵抗分圧器58のステム62は同可変抵抗分圧器の体部
60と等しい量だけ回転されることになる。注目される
べきは、第2ベルクランク46が反時計廻り方向に揺動
しても、第1ベルクランク44が第1リンク48の作用
によつて第2ベルクランク4と等しい方向に既に回転し
ていることになるから、第2ベルクランク46が液圧シ
リンダ32を介して作用することによつて第1ベルクラ
ンク44を運動せしめることには全然ならないことであ
る。本発明は本発明の特定実施例に就いて以上に説”明
されたけれども、理解されるべきは同実施例が更に改変
されることができること、及び本発明の原理に概ね従い
、かつ以上の説明と違い、本技術分野に於いて本発明の
係る既知の即ち慣行の実施範囲内にはいる如きかつ以上
に説明された本質的特徴に当て嵌まる如き、かつ本発明
の範囲内及び前掲特許請求の範囲の制限内にはいる如き
差を含む改変、用途または応用を総べて本願が包含する
と期待されることである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の回転位置指示装置を設けられたガスタ
ービンエンジンの一部の鉛直断面図、第2図は第1図の
線■−■に沿つた部分断面図、そして第3図は第2図の
線m−■に沿つてかなり拡大された部分断面図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ハウジングによつて形成された環状通路内に円周方
    向に列をなして配置され、かつ前記環状通路の有効断面
    積を変えるのにそれぞれの半径方向軸線の回りに回転可
    能に支持された複数の半径方向整合羽根と、該複数の整
    合羽根と共に回転するように連結された複数の回転歯車
    装置と、該複数の回転歯車装置の歯と同時に係合するよ
    うになつている歯を有して、回転すれば前記複数の羽根
    を回転せしめるようになつている輪歯車と、該輪歯車の
    直径上で相対向する第1及び第2両点に連結された第1
    及び第2両リンク装置と該第1及び第2両リンク装置に
    夫々連結された第1及び第2ベルクランク装置とを含む
    作動装置と、該第1及び第2ベルクランク装置に揺動可
    能に連結され前記第1及び第2リンク装置を同時に作動
    させる駆動装置とをするガスタービンエンジンまたは圧
    縮機に、ガスの流れとの相互作用可能に使用される可動
    羽根組立体における、前記羽根の回転位置を温度と関係
    なく指示する羽根位置指示装置にして、該装置が、前記
    第1ベルクランクの回転軸線と同軸に該第1ベルクラン
    クを囲んで回転自在に嵌合されたレバーと、該レバーの
    一端と、前記駆動装置のフレームとの間に揺動可能に連
    結された調節自在な細長い部材と、体部と、該体部に対
    して回転可能なステムとを有し、その抵抗が該体部とス
    テムとの相対回転の関数である可変抵抗分圧器にして、
    前記レバーが前記第1ベルクランクと共通の回転軸線の
    回りに回転される時、前記体部が同じく該軸線の回りに
    回転されるように該体部が前記レバーに装架されており
    、さらに前記ステムも前記第1ベルクランクの回転軸線
    と共軸に整合され、前記第1ベルクランクの回転によつ
    て回転されるように該第1ベルクランクに連結されてい
    る可変抵抗分圧器と、該可変抵抗分圧器の抵抗値を指示
    する装置とを有することを特徴とする羽根位置指示装置
JP52113179A 1976-10-01 1977-09-20 羽根位置指示装置 Expired JPS6056241B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/728,590 US4067661A (en) 1976-10-01 1976-10-01 Thermally compensated variable turbine nozzle position indicator
US728590 1996-10-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5344705A JPS5344705A (en) 1978-04-21
JPS6056241B2 true JPS6056241B2 (ja) 1985-12-09

Family

ID=24927471

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP52113179A Expired JPS6056241B2 (ja) 1976-10-01 1977-09-20 羽根位置指示装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4067661A (ja)
JP (1) JPS6056241B2 (ja)
CA (1) CA1062024A (ja)
GB (1) GB1532120A (ja)
SE (1) SE420857B (ja)

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Also Published As

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US4067661A (en) 1978-01-10
SE7709870L (sv) 1978-04-02
GB1532120A (en) 1978-11-15
SE420857B (sv) 1981-11-02
CA1062024A (en) 1979-09-11

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