JPS61104102A - ガス軸受支持タ−ボ機械のロ−タ - Google Patents
ガス軸受支持タ−ボ機械のロ−タInfo
- Publication number
- JPS61104102A JPS61104102A JP22584484A JP22584484A JPS61104102A JP S61104102 A JPS61104102 A JP S61104102A JP 22584484 A JP22584484 A JP 22584484A JP 22584484 A JP22584484 A JP 22584484A JP S61104102 A JPS61104102 A JP S61104102A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft
- tension bolt
- rotor
- rotating shaft
- wheel
- 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.)
- Pending
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
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/025—Fixing blade carrying members on shafts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、ガス軸受支持ターボ機械のロータに関するも
ので、詳しくは、ガス軸受で支持されて高速回転をし、
かつ、高温または低温の気体をプロセス流体とするター
ボチャージャ、ターボ圧縮機、ターボ膨張機、ターボ冷
凍機などのロータとして利用されるものである。
ので、詳しくは、ガス軸受で支持されて高速回転をし、
かつ、高温または低温の気体をプロセス流体とするター
ボチャージャ、ターボ圧縮機、ターボ膨張機、ターボ冷
凍機などのロータとして利用されるものである。
従来の技術
従来のターボチャージャのガス軸受支持のロータは、回
転軸を鋼製にしたものや、タービン翼車とタービン軸を
セラミック製にして一体的に作り、こａｔ軽会合金製プ
ロワ扇車とねじ結合したものなどがある。
転軸を鋼製にしたものや、タービン翼車とタービン軸を
セラミック製にして一体的に作り、こａｔ軽会合金製プ
ロワ扇車とねじ結合したものなどがある。
発明が解決しようとする問題点
前述の回転軸を鋼製にした従来のロータでは、ガス軸受
支持によシ高速で安定に回転させるためには、軸径を大
きくして曲げ剛性ｒ高める必要があることからして、質
量の増加が伴なって、曲げ危険速度を向上させるのには
限界がら９、かつ、置注モーメントが増大して応答性が
悪くなるなどの問題点がある。また従来のセラミック製
タービン軸にプロワ扇車全ねし結合したロータでは、セ
ラミックス単体は硬くて張力に対しては脆いという性質
から、安全性に欠け、かつ、ねじ切り加工性が悪く、プ
ロワ扇車の取付手段に問題点がある。本発明は、これら
の問題点を解決しようとするものである。すなわち、木
゛た明ｌは、ガス軸受ロータとして必要な高剛性が得ら
れ、かつ、軽量化することができて応答性にも優れたガ
ス軸受支持ターボ機械のロータを提供することを目的と
するものである。
支持によシ高速で安定に回転させるためには、軸径を大
きくして曲げ剛性ｒ高める必要があることからして、質
量の増加が伴なって、曲げ危険速度を向上させるのには
限界がら９、かつ、置注モーメントが増大して応答性が
悪くなるなどの問題点がある。また従来のセラミック製
タービン軸にプロワ扇車全ねし結合したロータでは、セ
ラミックス単体は硬くて張力に対しては脆いという性質
から、安全性に欠け、かつ、ねじ切り加工性が悪く、プ
ロワ扇車の取付手段に問題点がある。本発明は、これら
の問題点を解決しようとするものである。すなわち、木
゛た明ｌは、ガス軸受ロータとして必要な高剛性が得ら
れ、かつ、軽量化することができて応答性にも優れたガ
ス軸受支持ターボ機械のロータを提供することを目的と
するものである。
問題点を解決するだめの手段
回転軸を中空状のセラミック製にし、テンシミ／ポルト
ｌタービン翼車と一体化して該回転軸の中空部に挿入し
て、さらに扇車を嵌め込み、該テンジョンボルトの端部
に軸端ナッ）を締め上げ、これらを一体的に結合した。
ｌタービン翼車と一体化して該回転軸の中空部に挿入し
て、さらに扇車を嵌め込み、該テンジョンボルトの端部
に軸端ナッ）を締め上げ、これらを一体的に結合した。
すなわち。
本発明のガス軸受支持ターボ機械のロータの溝底は、中
空状のセラミック製回転軸を有し、かつ、前記回転軸の
中空部にタービン翼車と一体化されたテンションボルト
が挿入されているとともに、該テンションボルトに扇車
が嵌め込まれ、しかも、前記回転軸とタービン翼車とテ
ンジョンボルトと扇車とが該テンションボルトの端部に
締め付けられた軸端ナツトで一体的に締結されているこ
とを特徴としている。
空状のセラミック製回転軸を有し、かつ、前記回転軸の
中空部にタービン翼車と一体化されたテンションボルト
が挿入されているとともに、該テンションボルトに扇車
が嵌め込まれ、しかも、前記回転軸とタービン翼車とテ
ンジョンボルトと扇車とが該テンションボルトの端部に
締め付けられた軸端ナツトで一体的に締結されているこ
とを特徴としている。
タービン軸は、内部にテンションボルトヲ有して、その
外周にセラミック製の回転＃ｉを有する二重構造である
ため１回転軸は小密度でヤング率が大きく、軸部全体が
高剛性軽量化され、またテンションボルトは弾性分有し
て軸端ナツトを締め付けてタービン翼車と回転軸と扇車
とを結合しているため、ロータ全体として、ゆるみのな
い一体化が可能となる。
外周にセラミック製の回転＃ｉを有する二重構造である
ため１回転軸は小密度でヤング率が大きく、軸部全体が
高剛性軽量化され、またテンションボルトは弾性分有し
て軸端ナツトを締め付けてタービン翼車と回転軸と扇車
とを結合しているため、ロータ全体として、ゆるみのな
い一体化が可能となる。
実施例
図面は本発明の実施態様を示している。
第１図において、１は耐熱合金製のタービン翼車であシ
、テンションボルト２と同材質で一体で加工されている
。３は中空状のセラミック製の回転軸で、中央に円板状
の鍔部４ｆｔ有している。５は会合金製のブロワ扇車、
６は軸端ナツトである。すなわち、回転軸３の中空部に
タービン翼車ｌと一体化されたテンジョンボルト
。
、テンションボルト２と同材質で一体で加工されている
。３は中空状のセラミック製の回転軸で、中央に円板状
の鍔部４ｆｔ有している。５は会合金製のブロワ扇車、
６は軸端ナツトである。すなわち、回転軸３の中空部に
タービン翼車ｌと一体化されたテンジョンボルト
。
２が挿入されているとともに、テンションボルト２に扇
車５が嵌め込まれ、そして、テンションボルト２の端部
の雄ねじ部に締め付けられた軸端ナツト６で前記翼車ｌ
とテンションボルト２と回転軸３と扇車５とが一体的に
締結されてロータを構成している。また７はジャーナル
軸受、８はスラスト軸受で、いずれも、ガス軸受で構成
されている。
車５が嵌め込まれ、そして、テンションボルト２の端部
の雄ねじ部に締め付けられた軸端ナツト６で前記翼車ｌ
とテンションボルト２と回転軸３と扇車５とが一体的に
締結されてロータを構成している。また７はジャーナル
軸受、８はスラスト軸受で、いずれも、ガス軸受で構成
されている。
第１図に示すように構成されたガス軸受支持ターボ機械
のロータにおいては、タービン軸が内部にテンションボ
ルト２を有するとともに外周にセラミック製の回転軸３
を有する二重構造であるため１回転軸３は密度が小キく
、ヤング率が犬すく、シたがって、軸部全体が高剛性軽
量化され、曲げ危険速度を向上きせることができるとと
もに、応答性がよくなる。またテンションボルト２は弾
性分有して軸端ナツト６を締め利けてタービン翼車１と
回転軸３と扇車５とを結合しているため、ロータ全体と
して、′ゆるみのない一体化ができ、かつ、セラミック
製品に軸端ナツト６を螺合させる方式でないため、高速
回転に対する安全性と信頼性が得られる。
のロータにおいては、タービン軸が内部にテンションボ
ルト２を有するとともに外周にセラミック製の回転軸３
を有する二重構造であるため１回転軸３は密度が小キく
、ヤング率が犬すく、シたがって、軸部全体が高剛性軽
量化され、曲げ危険速度を向上きせることができるとと
もに、応答性がよくなる。またテンションボルト２は弾
性分有して軸端ナツト６を締め利けてタービン翼車１と
回転軸３と扇車５とを結合しているため、ロータ全体と
して、′ゆるみのない一体化ができ、かつ、セラミック
製品に軸端ナツト６を螺合させる方式でないため、高速
回転に対する安全性と信頼性が得られる。
第２図はタービン翼車１ｆｔセラミツク製にした構造の
ロータであり、テンションボルト２と円周面の接合部９
で強固に接合されている。その他は、第１図の場合と同
様である。したがって、第２図に示す実施例では、ター
ビン翼車ｌと回転軸３がセラミック製であるため、高剛
性化、軽量化、高温化、応答性が、より一そう向上する
。
ロータであり、テンションボルト２と円周面の接合部９
で強固に接合されている。その他は、第１図の場合と同
様である。したがって、第２図に示す実施例では、ター
ビン翼車ｌと回転軸３がセラミック製であるため、高剛
性化、軽量化、高温化、応答性が、より一そう向上する
。
第３図は回転軸３と扇車５の間に、別体のスラストカラ
ー１０を設けている。これは、第１図および第２図にみ
られる鍔部４に強度不足が考えられる場合と刀）、セラ
ミック製作上に制約がある場合などに適用する。
ー１０を設けている。これは、第１図および第２図にみ
られる鍔部４に強度不足が考えられる場合と刀）、セラ
ミック製作上に制約がある場合などに適用する。
第４図はコニカルガス軸受１１およびユ２と組合せるロ
ータを示しており、中空状のセラミック雰製回転軸３の
外周に、両軸受１１および１２に対応させ友二つの円錐
面１３および１４を有している。
ータを示しており、中空状のセラミック雰製回転軸３の
外周に、両軸受１１および１２に対応させ友二つの円錐
面１３および１４を有している。
第５図はターボチャージャに適用させた実施例でめり、
ちょうど、第４図で説明したコニヵルガス軸受１１およ
び１２を装着している。なお第５図において、１５１４
タービン車室、１６は軸受車室、１７はコンプレッサ車
室である。
ちょうど、第４図で説明したコニヵルガス軸受１１およ
び１２を装着している。なお第５図において、１５１４
タービン車室、１６は軸受車室、１７はコンプレッサ車
室である。
発明の効果
本発明は、タービン軸が内部にテンションボルトを有し
て その外周にセラミック製の回転＠を有する二重構造
であるため、該回転軸は高剛性であり、曲げ危険速度を
高めることができるとともに、軽量であり、応答性も向
上し、かつ、高温および低温によく耐え、ガス軸受と組
合せて耐久性が犬きく、ならびに軸受動力損失が小さく
なり、さらに、回転軸に複合応力が作用しない。また弾
［ｉ−有するテンションボルトにより締め付けるため、
ゆるみがなく、タービン翼車と回転軸と扇車を連結する
ことができ、かつ１部品数が少なく、構造が簡単で、組
立が容易である。
て その外周にセラミック製の回転＠を有する二重構造
であるため、該回転軸は高剛性であり、曲げ危険速度を
高めることができるとともに、軽量であり、応答性も向
上し、かつ、高温および低温によく耐え、ガス軸受と組
合せて耐久性が犬きく、ならびに軸受動力損失が小さく
なり、さらに、回転軸に複合応力が作用しない。また弾
［ｉ−有するテンションボルトにより締め付けるため、
ゆるみがなく、タービン翼車と回転軸と扇車を連結する
ことができ、かつ１部品数が少なく、構造が簡単で、組
立が容易である。
図面は本発明の実施態様を示したもので、第１図は第１
実施例の一部断面正面図、第、２図は第２実施例の一部
断面正面図、第３図は第３実施例の上半分だけを示した
断面正面１図、第４図は第４実施例の上半分だけ全示し
た断面正面図、第５図は第５実施例の一部断面正面図で
ある。 １・・・タービン翼ｔ ２・・−テンションボルト、３
・・・回転軸、５・・・扇車、６・・・軸端ナツト、７
，８，１１，１２・・・ガス軸受。 特許出願人 石川島播磨重工業株式会社浩 １ 同 茶 ２ 巳 箒 ３ 図 第 ４ 已 第 ５ 回
実施例の一部断面正面図、第、２図は第２実施例の一部
断面正面図、第３図は第３実施例の上半分だけを示した
断面正面１図、第４図は第４実施例の上半分だけ全示し
た断面正面図、第５図は第５実施例の一部断面正面図で
ある。 １・・・タービン翼ｔ ２・・−テンションボルト、３
・・・回転軸、５・・・扇車、６・・・軸端ナツト、７
，８，１１，１２・・・ガス軸受。 特許出願人 石川島播磨重工業株式会社浩 １ 同 茶 ２ 巳 箒 ３ 図 第 ４ 已 第 ５ 回
Claims (1)
- １、中空状のセラミック製回転軸を有し、かつ、前記回
転軸の中空部にタービン翼車と一体化されたテンション
ボルトが挿入されているとともに、該テンションボルト
に扇車が嵌め込まれ、しかも、前記回転軸とタービン翼
車とテンションボルトと扇車とが該テンションボルトの
端部に締め付けられた軸端ナットで一体的に締結されて
いることを特徴とする、ガス軸受支持ターボ機械のロー
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22584484A JPS61104102A (ja) | 1984-10-29 | 1984-10-29 | ガス軸受支持タ−ボ機械のロ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22584484A JPS61104102A (ja) | 1984-10-29 | 1984-10-29 | ガス軸受支持タ−ボ機械のロ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61104102A true JPS61104102A (ja) | 1986-05-22 |
Family
ID=16835711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22584484A Pending JPS61104102A (ja) | 1984-10-29 | 1984-10-29 | ガス軸受支持タ−ボ機械のロ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61104102A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6411302U (ja) * | 1987-07-08 | 1989-01-20 | ||
| DE102014104828A1 (de) * | 2014-04-04 | 2015-10-08 | Abb Turbo Systems Ag | Doppel-Konus-Luftlagerung eines Abgasturboladers |
| JP2019519717A (ja) * | 2016-07-07 | 2019-07-11 | アイ・エイチ・アイ チャージング システムズ インターナショナル ゲーエムベーハー | 排気ガスターボチャージャの軸受装置、及び排気ガスターボチャージャ |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57168004A (en) * | 1981-04-10 | 1982-10-16 | Nissan Motor Co Ltd | Installation structure of ceramic turbine rotor |
| JPS58180831A (ja) * | 1982-04-16 | 1983-10-22 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | ガス軸受構造 |
| JPS58220901A (ja) * | 1982-06-15 | 1983-12-22 | Nissan Motor Co Ltd | インペラのセラミツク軸取付け構造 |
| JPS6023220B2 (ja) * | 1984-01-04 | 1985-06-06 | 日本軽金属株式会社 | 組立式建築物におけるパネル，サッシの連結方法 |
| JPS6114401A (ja) * | 1984-06-29 | 1986-01-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 回転体 |
-
1984
- 1984-10-29 JP JP22584484A patent/JPS61104102A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57168004A (en) * | 1981-04-10 | 1982-10-16 | Nissan Motor Co Ltd | Installation structure of ceramic turbine rotor |
| JPS58180831A (ja) * | 1982-04-16 | 1983-10-22 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | ガス軸受構造 |
| JPS58220901A (ja) * | 1982-06-15 | 1983-12-22 | Nissan Motor Co Ltd | インペラのセラミツク軸取付け構造 |
| JPS6023220B2 (ja) * | 1984-01-04 | 1985-06-06 | 日本軽金属株式会社 | 組立式建築物におけるパネル，サッシの連結方法 |
| JPS6114401A (ja) * | 1984-06-29 | 1986-01-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 回転体 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6411302U (ja) * | 1987-07-08 | 1989-01-20 | ||
| DE102014104828A1 (de) * | 2014-04-04 | 2015-10-08 | Abb Turbo Systems Ag | Doppel-Konus-Luftlagerung eines Abgasturboladers |
| JP2019519717A (ja) * | 2016-07-07 | 2019-07-11 | アイ・エイチ・アイ チャージング システムズ インターナショナル ゲーエムベーハー | 排気ガスターボチャージャの軸受装置、及び排気ガスターボチャージャ |
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